Statistinė fizika – raktas į sudėtingiausių socialinių ir ekonominių sistemų paslaptis (Video, Konkursinis straipsnis) (2)
Įsivaizduokime, kad esame teatre. Žiūrėjome spektaklį. Prieš porą akimirkų spektaklis pasibaigė ir jis tikrai nebuvo pats įspūdingiausias. Visgi kai kam jis patiko – mergina sėdėjusi porą eilių prieš jus atsistoja ir pradeda garsiai ir įnirtingai ploti. Ji pažiūri į greta sėdintį vaikinuką ir jam kažką pasako. Kad ir ką ji sakė, žodžiai suveikė labai gerai – dabar jau ir vaikinukas stovėdamas ploja. Dar keli žiūrovai susimasto, kad jei plojančių bus tiek mažai, tai aktoriai labai nusimins, ir taip pat pradeda ploti. Juos atlydėjusiems žmonėms pasidaro nejauku tik sėdėti, tad ir jie prisideda plojimais. Po kelių akimirkų jau ir jūs stovėdami plojate, nors spektaklis jums nelabai tepatiko. Kodėl? Į šį klausimą stengsiuosi atsakyti įvairiais pavyzdžiais, bet pradėsiu nuo trumpos istorinės apžvalgos.
Visi šio ciklo įrašai |
|
|
|
|
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Klasikinis tokių struktūrų susiformavimo pavyzdys yra Belousovo-Žabotinskio reakcija. Į indą yra pilamos cheminės medžiagos (reagentai), kurie tarpusavyje maišosi. Tačiau jos ne tik maišosi, bet ir reaguoja tarpusavyje. O tolesnėse reakcijose dalyvauja ne vien pradinės medžiagos, bet ir ankstesnių reakcijų produktai. Dėl to, kad dalis medžiagų, esančių šiame mišinyje, turi skirtingas spalvas, indas pradeda dažytis pačiomis įvairiausiomis spalvomis taip suformuodamas struktūras laike, kai
viena spalva keičia kitą:
arba erdvėje:
Tokius pat reiškinius galime stebėti ir gyvose sistemose. Pavyzdžiui, rudenį pažvelgę į dangų pamatysime kaip paukščių būriai ruošiasi skristi į pietus. Kai būrys pakyla, mes matome, kad kiekvienas atskiras paukštis juda padrikai, tačiau būrys išlieka vieningas ir juda kryptingai. Tačiau rudens laukti nereikia – bet kuriuo metų laiku pakankamai judrioje pėsčiųjų gatvėje galime stebėti kaip spontaniškai susiformuoja viena kryptimi judančių žmonių „juostos“.
Paveikslėlyje matome du pavyzdžius. Kairėje yra pateikiama pėsčiųjų alėjos nuotrauka ir žmonių judėjimo krypčių šioje alėjoje diagrama tam tikru laiko momentu. Pastebėkite, kad žmonės judantys viena kryptimi dažnai suformuoja grupes, kurios juda kartu. Spontaniškai atsiranda „judėjimo juostos“. Antrasis pavyzdys, pateiktas dešinėje, yra dviejų skirtingomis kryptimis judančių žmonių srautų susimaišymas. Čia pateikiamas tik teorinis paveikslas ir iliustracija iš modelio, bet realybėje toks judėjimas yra stebimas judriausiose sankryžose, kur pėsčiųjų perėjos susikerta diagonaliai (tokių galima rasti pasaulio didmiesčiuose – Tokijuje, Londone, Niujorke ir kt.). Nors tiesiogiai nestebime, bet struktūros atsiranda ir mums bendraujant, formuojant socialinius ryšius. Dar praeitame amžiuje buvo suprasta, kad žmonių tarpusavio ryšius galima atvaizduoti kaip grafą. Grafas tai toks objektas, kurį sudaro mazgai, socialiniame kontekste – žmonės, ir juos jungiančios briaunos (grafike vaizduojamos kaip linijos), socialiniame kontekste – žmonių tarpusavio ryšiai. Taikant grafus socialinėms sistemoms jie dažniausiai vadinami socialiniais tinklais arba tiesiog tinklais. Taigi moksle ši sąvoka atsirado anksčiau nei Facebook, Google+ ar jų pirmtakai, bet dabar jau mokslininkai gali pasinaudoti jais, kad toliau vystytų tinklų teoriją ir suvokimą apie ryšių formavimąsi.Paveiksle matome du skirtingus tinklus. Kairys tinklas buvo sugeneruotas darant prielaidą, kad ryšiai (briaunos) tarp žmonių (mazgų) atsiranda visiškai atsitiktinai. Šiame tinkle beveik visi tinklo mazgai turi labai panašų briaunų skaičių (laipsnį). Generuojant dešinį tinklą buvo padaryta prielaida, kad ryšio susiformavimo tikimybė yra proporcinga žmogaus populiarumui (mazgo laipsniui).O šiame tinkle tinklo mazgai jau turi labai skirtingą briaunų skaičių – yra palyginus daug mažo laipsnio mazgų ir palyginus daug didelio laipsnio mazgų. Panašūs dalykai stebimi realiuose tinkluose – yra daug žmonių, kurie turi mažai ryšių, bet yra žymiai daugiau, nei galima būtų tikėtis, žmonių, kurie turi labai daug ryšių.
Struktūros socialinėse sistemose formuojasi ir laike. Pavyzdžiui, finansų rinkose didelio aktyvumo (kainų kitimo) periodai keičia žemo aktyvumo (kainų kitimo) periodus. Panaši dinamika stebima ir registruojant interneto ryšio intensyvumą, elektroninių laiškų ir trumpųjų žinučių išsiuntimą, skambinimą telefonu ar įrašų atsiradimą Twitter. Klasikinės socialinių mokslų teorijos yra linkusios sieti visą šią dinamiką su objektyvios informacijos srautais. Bet prisiminkime ankstesnius pavyzdžius – ar kažkas reguliuoja eismą pėsčiųjų alėjoje? Ar kažkas verčia žmones rinktis vienus draugus, bet ne kitus? Ar kažkas pripila „dažiklių“ į Belousovo-Žabotinskio reakciją? Ne. Taigi informacija nėra būtina norint stebėti spontaniškai atsirandančias struktūras – ją sukurti gali ir žmonių tarpusavio sąveika.
Tai nutiko ir teksto pradžioje minėtame teatre – žmonių tarpusavio sąveikos iš tikrai neįspūdingo spektaklio padarė tikrą hitą.
Šia diskusija buvo siekiama apžvelgti spontaniškai besiformuojančių struktūrų įvairovę bei parodyti, kad savo esme panašūs reiškiniai stebimi gyvose ir negyvose sistemose. Šiuo metu negyvų sudėtingų sistemų supratimas yra toli pažengusi mokslo sritis, tad jos idėjų, įrankių ir žinių panaudojimas gyvoms sistemos perprasti gali turėti labai įdomių ir naudingų padarinių. Dėl statistinės socialinių sistemų prigimties labai svarbiais tampa įrankiai ir idėjos iš statistinės fizikos. O kadangi aktualiausi klausimai kyla būtent dėl ekonomikos, tai natūralu „sukryžminti“ šiuos du terminus ir „išrasti“ ekonofiziką.
Plačiau daugelis idėjų susijusių su ekonofizika, tiek minėtų šiame tekste, tiek neminėtų, yra apžvelgiamos „Rizikos fizikos“ tinklaraštyje.