lunes, junio 17

La teoría de los seis grados de separación: las matemáticas que explican las redes sociales | Café y teorías | Ciencia

Históricamente, el éxito de la ciencia se ha basado en la idea de descomponer los sistemas en sus unidades fundamentales. Sin embargo, para comprender estructuras complejas es necesario adaptar otra perspectiva que nos permita comprender la interconexión de los elementos que las integran. Este es el punto de partida del libro de divulgación. Una misericordia de los rojos. (Universo de Letras, 2023), de Ernesto Estrada, catedrático de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos.

El objeto matemático que describe -de forma simplificada- las relaciones entre los elementos es el rojo, el grafo: un conjunto de puntos -llamados vértices- y uniones -que se llaman aristas- entre ellos. Ven y captura la información clave de numerosas situaciones del mundo real. Estrada presenta numerosos ejemplos en su libro: relaciones sociales, epidemias, estructuras anatómicas, redes genéticas, metabólicas o neuronales, conflictos sociales, redes de transporte. Quien ofrece mayor análisis matemático es el primero de todos, el mundo social. En este caso, los puntos son personas y los vértices pueden ser el conocimiento mutuo, la amistad o la colaboración.

El camino habla de diversos modelos matemáticos que simulan la formación de redes sociales y permiten estudiar, de forma simplificada, las estructuras de una red real. El primero, desarrollado por los matemáticos Paul Erdös y Alfred Rényi, forma parte de una serie No de individuos que no se conocen previamente, por lo tanto, inicialmente se sostiene No tops y ningún artista, y ningún número k lo que señala como favorable es el ambiente para establecer relaciones. En cada simulación se obtiene un valor aleatorio en cada nodo; Si este es el caso ksi crea un vértice entre estos dos vértices, es menor, no.

Para evaluar si el resultado obtenido se parece al observado en las redes sociales de la vida real, es posible comprobar si se mantienen las principales características de las redes del mundo real. Estas características permiten comprender la dinámica del rojo, es decir, cómo transmitir información dentro de él. Uno de ellos es la densidad del rojo, que corresponde a la cantidad de conexiones existentes entre elementos. Es el porcentaje sobre el número de conexiones existentes, sobre todas las que podrían haber estado en números rojos. Si todos los elementos están conectados con el resto, el rojo está completo.

Otra propiedad importante es la conectividad de un grafo: se sabrá si siempre será posible llegar a un nodo con cualquier otro, a través de los bordes del grafo. Como explica Estrada en el libro, todas las redes sociales del mundo son prácticamente idénticas. Por ejemplo, el 92,2% de los autores de ciencias biomédicas relacionado —en este caso, significa tener una publicación conjunta en la base de datos de artículos de Medline— entre sí, mientras que en matemáticas es del 82% (utilizando la base de datos de Mathematical Reviews). Esto significa que se puede transmitir información entre prácticamente todos los miembros de la red. Además, son de muy baja densidad: ninguna de las líneas anteriores supera una densidad del 0,02%; Lo digo, no es cierto que todos se comunicaran con todos. El modelo de Erdös y Rényi también crea redes conectadas con poca densidad: dependiendo de las propiedades del entorno de socialización, pero también para valores relativamente bajos de este parámetro, las redes que aparecen son de este tipo.

A la derecha, un gráfico no conectado. Alla izquierda, un gráfico conectado.Ágata A. Timón

En este sentido, puedes calcular la distancia del camino más corto de cada elemento: por ejemplo, si Ana y Carlos no colaboran, pero Ana colabora con Beatriz, lo que hace con Carlos, la distancia entre Ana y Carlos es 2. promedio de estos valores, que se denomina longitud promedio de chimeneas simples, l— se refiere a cuántos pasos hay que dar, en general, para conectar un punto con otro en rojo. En la mayoría de las redes sociales del mundo real, este número es sorprendentemente pequeño —por ejemplo, 4,6 en términos de colaboración en ciencia biomédica—. Esto es lo que se conoce como efecto del mundo pequeño o teoría de los seis grados de separación. En el modelo de Erdös y Rényi, l tiene un valor buscado en el logaritmo del número de nodos coincidentes. Por ejemplo, a partir de cinco mil nudos, el l La media (para diferentes entornos) es de 8,5 pasos y, con cinco mil nudos, 15,4, está claro, si parece lo que se observa en la realidad.

Sin embargo, hay otras características de las sociedades sociales del mundo real que no se reflejan en el modelo de Erdös y Rényi. Por ejemplo, la llamada transitiva de rojo, que indica que probablemente sea el que está en rojo, sí. A es amigo de Bcon quien es amigo CPor lo tanto AC También sean amigos. Frente a él, propuso otros modelos, como el de Steven Strogatz y Duncan Watts o el de Albert-Lazslo Barabási y Réka Albert, que captan algunos aspectos mejores de las redes sociales del mundo real. Todos ellos permiten profundizar en la complejidad de estos fenómenos con modelos matemáticos, entre otras muchas sugerencias para el estudio.

Ágata Timón Es coordinadora de la Unidad de Cultura Matemática del ICMAT.

Café y Teoremas Es una sección dedicada a las matemáticas y el entorno en el que se crean, coordinada por el Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT), en la que investigadores y miembros del centro describen los últimos avances de esta disciplina, compartiendo puntos de encuentro entre ellos matemáticas y otros expresiones sociales y culturales y recopiladas por quienes marcaron su desarrollo y aprendieron a transformar el café en teorías. El nombre evoca la definición del matemático húngaro Alfred Rényi: «Un matemático es una máquina que transforma el café en teoremas».

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