Nghiên cứu mới tiết lộ bí mật kỳ diệu của các mạng lưới con người

Sự đồng bộ hóa trong thế giới tự nhiên. Nguồn: The Telegragh

Sự đồng bộ hóa, trong đó một hệ phức hợp vận hành như một cơ thể con người, là một hiện tượng quan trọng diễn ra trong phạm vi những phạm vi quy mô khác nhau – từ các hạt hạ nguyên tử đến vũ trụ. Trong sinh học, cá, chim và thậm chí các tế bào cũng đồng bộ theo trật tự để sống sót. Sự đồng bộ hóa theo nhóm là điều thiết yếu với con người, và quan trọng với sức khỏe của chúng ta, kể cả sức khỏe tâm thần. Những ví dụ về sự đồng bộ hóa có thể được nhìn thấy trong việc những tài xế trên đường hoặc một đông cùng nhau vỗ tay. Ngày nay, một nhóm người có trật tự có thể cùng ra một quyết định mà không cần phải gặp nhau. Hơn thế, có một mạng phức hợp của những kết nối có khả năng cho phép họ tạo ra quyết định. Hiện tượng đồng bộ hóa giữa con người trong một mạng phức hợp là cần thiết để hiểu được việc ra quyết sách, hiểu sự lan truyền của tin giả, khoa học chính trị và sự lan truyền của dịch bệnh…

Để có thêm những hiểu biết về sự đồng bộ hóa của con người, và tìm hiểu về nó để lần đầu tiên có thể có cách đo đạc được nó và chính xác hóa nó, tiến sĩ Moti Fridman của Khoa Kỹ thuật Kofkin tại trường đại học Bar-Ilan, giáo sư Nir Davidson của Viện nghiên cứu Weizmann và Elad Shniderman của trường đại học Stony Brook ở New York đã tạo ra một dàn nhạc dây hành động như một mạng lưới. Dàn nhạc dây này bao gồm 16 nghệ sĩ violin đeo các tai nghe. Mỗi người chơi một đoạn nhạc ngắn đã được biết trước và được nghe chính màn biểu diễn của mình, cùng với màn biểu diễn của hai hoặc nhiều nhạc công khác qua tai nghe. Thông tin về mặt thị giác đã bị vô hiệu hóa bằng việc chia tách các nhạc công vào các vách ngăn. Tất cả các nhạc công đều được yêu cầu là đồng bộ hóa với nhau hoặc nói theo cách khác, là chơi với những gì họ nghe trong tai nghe.

Việc thiết lập thí nghiệm của các nhà nghiên cứu cho phép họ kiểm soát sự kết nối của mạng lưới này, cũng như cách các thành viên của dàn nhạc dây kết nối và cường độ tập trung của mỗi nhạc công để nghe “đồng đội”. Những gì các nhạc công nghe được trong tai nghe là một hoặc hai nhạc công khác hoặc thậm chí nhiều hơn để có thể chơi với họ theo thời gian thực trong khi một độ trễ gia tăng đang được đặt vào hệ thống. “Tại đây chúng tôi có một hiện tượng khác so với việc trình diễn âm nhạc theo cách thông thường. Đó là việc nhiều người trong một mạng giao tiế p nhất định phản hồi một cách độc lập. Trên thực tế, đây là một vật thể mang tính thẩm mĩ tiết lộ hành vi của con người trong một nhóm mang tính cá nhân, hoặc như một tâp thể biểu diễn”, Fridman nói.

“Bằng việc giới thiệu một độ trễ giữa các nghệ sĩ violin theo cặp mà mỗi nghệ sĩ nghe người cạnh mình chơi cách nhau chừng vài giây, chúng tôi ngăn cho mạng lưới này khỏi chạm đến một trạng thái đồng bộ”, Fridman nói. Điều này vẫn được gọi là một tình trạng bối rối (frustrated situation) đã được nghiên cứu trong nhiều dạng mạng lưới. Theo các mô hình lý thuyết mạng lưới hiện hành, trong trạng thái này, mỗi điểm nút sẽ cố gắng dàn xếp với tất cả thông tin đầu vào của chúng.

“Con người hành xử một cách khác biệt”, tiến sĩ Fridman giải thích. “Trong một trạng thái của bối rối, họ không tìm kiếm một điểm ‘trung gian” mà loại bỏ một điểm đầu vào. Đây là một hiện tượng tới hạn thay đổi động lực của mạng lưới. Những nghiên cứu trước đây chưa giải quyết được vấn đề này vì những đo đạc không chính xác hoặc không thể thấy được”.

Nghiên cứu do tiến sĩ Fridman và cộng sự thực hiện với việc bắt đầu như một dự án kết hợp khoa học và nghệ thuật của Bảo tàng Khoa học Nano và nghệ thuật Fetter tại trường đại học Bar-Ilan, đã đưa ra hai nét đổi mới sáng tạo chính: đầu tiên là về mặt phương pháp học – một nền tảng đo đạc động lực mạng lưới người một cách chính xác và rõ ràng; thứ hai là bằng chứng là một mạng lưới người có hai đặc điểm: sự thoải mái để thay đổi từng bước và năng lực để lọc, và ngay cả loại bỏ, các thông tin đầu vào vốn có thể tạo độ rối. Những năng lực đó về cơ bản thay đổi độc lực của các mạng lưới người có liên quan đến những mạng lưới khác và cần thiết cho việc sử dụng một mô hình mới để dự đoán hành vi của con người.

“Nếu anh đưa đến những con người và nghiên cứu cách họ vỗ tay cùng nhau, anh không kiểm soát được việc họ nghe thấy những gì. Trong khi thực hiện dự án này, chúng tôi đã khám phá ra các mạng lưới con người hành xử khác biệt với bất kỳ mạng khác mà chúng tôi đã từng đo lường. Các mạng lưới con người có thể thay đổi cấu trúc nội tại của chúng theo trật tự để đạt được giải pháp tốt hơn những gì mà những mô hình đang tồn tại có thể làm được. Ý niệm này là điều cốt lõi trong khám phá khoa học và nghệ thuật của chúng tôi”, Fridman nói.

Kết quả nghiên cứu của họ đã được xuất bản trên Nature Communications với tiêu đề “Synchronization of complex human network” (Sự đồng bộ hóa của mạng lưới phức hợp của con người).

Nghiên cứu này đã dẫn đến một mô hình mới để mô phỏng các mạng lưới con người, vốn quan trọng để cho nhiều ứng dụng. Động lực của các mạng lưới người là điều cần thiết để hiểu về việc ra quyết định trong các nhóm với chủ đề rộng liên quan tới kinh tế, chính trị, khoa học nhân văn… Thực nghiệm này là thực nghiệm đầu tiên đo lường được động lực của các mạng lưới phức hợp, nó có ích để hiểu về cách thức và thời điểm một nhóm người trong một mạng lưới xã hội, vốn phải tiếp xúc với tin sai lệch đến với những kết luận sai lầm. Nó có thể ngăn ngừa những gì mà chúng ta biết về “tin giả” khỏi lan truyền không kiểm soát. Nghiên cứu này cũng liên quan đến việc kiểm soát bệnh tật và việc hiểu về cách thức những kết nối mà chúng ta có thể bảo vệ và vẫn ngăn ngừa bệnh dịch lan tràn.

Nghiên cứu này liên quan đến bất kỳ mạng lưới nào có mỗi điểm nút trong mạng có năng lực ra quyết định như xe tự lái hoặc đưa AI vào thế giới siêu kết nối của chúng ta. Mô hình này có thể dự đoán với độ chính xác cao về động lực của nhiều hệ, vượt quá những gì có thể trước đây.