نادرًا ما يكون هناك وقت للكتابة عن كل قصة علمية رائعة تأتي في طريقنا. في هذا العام ، ندير مرة أخرى سلسلة منشورات خاصة بـ “اثني عشر يومًا من عيد الميلاد” ، تسلط الضوء على قصة علمية واحدة سقطت عبر الثغرات في عام 2020 ، كل يوم من 25 ديسمبر حتى 5 يناير. أظهر عازفو الكمان أن البشر يمكنهم التخلص من المشتتات وسوء التواصل ، ومن الأفضل أن يظلوا متزامنين.
تستخدم دراسة نُشرت في أغسطس 2020 في Nature Communications نموذجًا لمزامنة الكمان في شبكة من عازفي الكمان ، وكشفت أن هناك طرقًا للتخلص من الانحرافات وسوء الاتصال.
أسفرت تجربة غير عادية شارك فيها 16 عازف كمان حاولوا مزامنة عزفهم أثناء ارتداء سماعات إلغاء الضوضاء عن بعض النتائج المثيرة للاهتمام ، وفقًا لإحدى التجارب. ورقة أغسطس 2020 نُشر في Nature Communications. خلصت الدراسة إلى أن الشبكات البشرية تختلف اختلافًا جوهريًا عن الشبكات الأخرى من حيث السلوك المتزامن بسبب قدرتنا على اتخاذ القرار. يمكن أن يؤدي ذلك إلى نماذج أفضل للسلوك البشري المعقد ، مع تطبيقات في مجالات متنوعة مثل الاقتصاد ، وعلم الأوبئة ، والسياسة ، وإدارة المرور ، وانتشار المعلومات المضللة.
كانت هناك دراسات سابقة التزامن في السلوك البشري ، ولا سيما فيما يتعلق بديناميات الجسر. على سبيل المثال ، مثل أبلغنا سابقًا، فإن الأشخاص الذين يمشون على جسر يبدأ في التحول سيعدلون غريزيًا خطواتهم لتتناسب مع حركة تأرجح الجسر أثناء ترنحه جانبياً. سيكون هذا مألوفًا لأي شخص حاول المشي في قطار سريع الحركة ويحتاج إلى العثور على قدم ثابتة أثناء تذبذب القطار من جانب إلى آخر. لكن الجسر يؤدي إلى تفاقم المشكلة ، مما يؤدي إلى حدوث تذبذبات جانبية صغيرة إضافية تضخم التأرجح. والنتيجة هي حلقة تغذية مرتدة إيجابية (المصطلح التقني هو “الإثارة الجانبية المتزامنة”).
احصل على حشد كبير بما يكفي يطابق خطواته مع حركة الجسر ، ويمكن أن يصبح التأرجح شديد الخطورة ، كما حدث مع جسر الألفية عندما افتتح لأول مرة في يونيو 2000. عبر حوالي 90.000 شخص الجسر في يوم الافتتاح ، مع حوالي 2000 شخص على في أي وقت ، وأدت حركة الجماهير إلى اهتزاز وتأرجح كبير.
بمرور الوقت ، تزامن المشاة عن غير قصد مع بعضهم البعض ، مما تسبب في تذبذب الجسر بشكل أكثر حدة. كان التزامن العفوي للجمهور مشابهًا لما يحدث مع الوميض المتزامن للغاية لليراعات أو إطلاق الخلايا العصبية في الدماغ. أطلق عليها سكان لندن لقب “جسر وابل”. أغلقه المسؤولون بعد يومين فقط ، وظل الجسر مغلقًا طوال العامين المقبلين حتى يتم إجراء التعديلات المناسبة لوقف التأرجح.
وقد لوحظت هذه الظاهرة أيضًا لدى سماسرة البورصة ، بحسب دراسة عام 2011 ، التي وجدت أن أنماط الرسائل الفورية اليومية للمتداولين ترتبط ارتباطًا وثيقًا بمستوى تداولهم المتزامن. الخلاصة: “كلما ارتفع التداول المتزامن للمتداولين ، قل احتمال خسارتهم للمال في نهاية اليوم ،” كتب المؤلفون. أجرى عالم الرياضيات التطبيقي في جامعة كورنيل ستيفن ستروغاتز تجارب مزامنة مع صراصير الليل في صناديق عازلة للصوت.
موتي فريدمان – عالم فيزياء في جامعة بار إيلان في إسرائيل ومؤلف مشارك في ورقة عازف الكمان – لديه أيضًا اهتمام طويل الأمد بالمزامنة ، بعد أن نشر دراسات حول شبكات ليزر كبيرة متزامنة وعلى نطاق أصغر ، فإن اقتران غير عادي يفسر ذلك لماذا فرك حافة كأس واحد ينتج نغمة ويحدث اهتزازات على أكواب النبيذ الأخرى. من أجل دراسة الكمان ، تعاون مع Elad Shniderman ، طالب دراسات عليا في الموسيقى بجامعة Stony Brook في نيويورك ، بالإضافة إلى زملائه في Bar-Ilan ومعهد Weizman للعلوم.
تشن داماري
اشتملت الدراسات السابقة إلى حد كبير على شبكات بسيطة حيث يرتبط كل شخص (أو عقدة) بكل شخص آخر. في شبكة أكثر تعقيدًا ، يمكن أن يختلف عدد الاتصالات بين كل شخص ، وقد يكون هناك أيضًا تأخير في المراسلة بينهما مما قد يمنع الانتقال إلى حالة متزامنة. مثل فريدمان وآخرون. كتبوا في ورقتهم ، “ركزت الأبحاث حول روابط الشبكة أو الاقتران في الغالب على اقتران كل المهام ، في حين أن الشبكات الاجتماعية الحالية والتفاعلات البشرية غالبًا ما تستند إلى تكوينات اقتران معقدة.”
وارتدى عازفو الكمان المشاركون سماعات عازلة للضوضاء وبدأوا في عزف نفس العبارة الموسيقية على التكرار دون النظر إلى العازفين الآخرين أو الاستماع إليهم. كان بإمكانهم الاعتماد فقط على ما يسمعونه من خلال سماعات الرأس ، التي كانت متصلة بنظام كمبيوتر. قدم الباحثون بعد ذلك تأخيرات متقطعة في الإشارات بين عازفي الكمان المقترنين ، وتغيير التأخير وتركيبات عازفي الكمان. يطلق عليه “الموقف المحبط” ، وتفترض معظم نماذج الشبكة أنه في مثل هذه الحالة المحبطة ، ستحاول كل عقدة إيجاد حل وسط بين جميع المدخلات المختلفة.
بدلا من ذلك ، فريدمان وآخرون. وجد أن اللاعبين استجابوا من خلال تعديل عزفهم أو تسريع أو إبطاء إيقاعهم للتزامن بشكل أفضل مع عازفي الكمان الآخرين. “تتصرف الشبكات البشرية بشكل مختلف عن أي شبكة أخرى قمنا بقياسها” فريدمان قال لصحيفة جيروزاليم بوست. “في حالة الإحباط ، لا يبحثون عن” وسط “، لكنهم يتجاهلون أحد المدخلات. هذه ظاهرة حرجة تعمل على تغيير ديناميكيات الشبكة. تستطيع الشبكات البشرية تغيير هيكلها الداخلي بالترتيب للوصول إلى حل أفضل مما هو ممكن في النماذج الحالية “.
إنها مشابهة لظاهرة تُعرف باسم “تأثير حفلة كوكتيل“: قدرة البشر على انتقاء خيط محادثة واحد وسط نشاز من الثرثرة في غرفة مزدحمة. لكن التأثير لم يتم تضمينه في دراسات مزامنة الشبكة حتى الآن. والخطوة التالية هي إجراء التجربة عبر الإنترنت ، ومحاولة مزامنة المئات وآلاف عازفي الكمان عبر الإنترنت.
قد يؤثر بناء نماذج أفضل للسلوك البشري المعقد على مجموعة متنوعة من المجالات ، مثل السيطرة على الأوبئة بشكل أفضل – وهو أمر يثير قلقًا خاصًا هذه الأيام ، نظرًا لوباء فيروس كورونا المستمر – ومنع انتشار المعلومات الخاطئة عبر وسائل التواصل الاجتماعي (“الأخبار المزيفة”) . “ترتبط نتائجنا أيضًا بأي شبكة تتمتع فيها كل عقدة في الشبكة بقدرة على اتخاذ القرار ، مثل السيارات ذاتية القيادة ، أو إدخال الذكاء الاصطناعي في عالمنا المتصل للغاية ،” فريدمان قال لـ Inside Science. “يمكن لنموذجنا أن يتنبأ بدقة عالية بديناميكية هذه الأنظمة ، بما يتجاوز ما كان ممكنًا من قبل.”
DOI: Nature Communications، 2020. 10.1038 / s41467-020-17540-7 (حول DOIs).
صورة القائمة بواسطة تشين داماري
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”