Како математика која овлашћује Гоогле предвиђа нову папу

Математика која је предвиђала нови папу

Од Јацк Муртагх Уредио је Јеанна Бринер

Када је папа Францис укинуо у априлу на Ускрсном понедељак, вест је покренула не само излив ожалошћења, већ и традицију вековна традиција зарежена у тајности: папски закључак. Две недеље касније 133 кардиналне електране су се затворили у Систинској капели Ватикана да би одабрали следећу папу. Изван Ватикана, прогностицирани су прогнозирани пруге да би предвидјели које ће име бити најављено са базилице балкона. Међу експертним пундинима, гужви наморних тржишта предвиђања, кладионице, фантастичне спортске платформе и врхунске моделе вештачке интелигенције, скоро нико није очекивао Роберт Претхост.

Тамо где се чинило да је свака позната метода дивистрације не успева, група истраживача у Боццони Универзитету у Милану пронашла је наговештај у математичкој техници деценија, рођак алгоритама који је навео Гоогле назив домаћинства.

Чак и уз корист бирачких података и увида из примара и историјских трендова, предвиђају да су тешки победници традиционалних политичких избора. Папински избори, насупрот томе, ретко су и ослањали се на гласове кардинала који су се заклели заклетву тајне. Да би изградила своју кристалну куглу под таквим околностима, Гиусеппе Сода, Алессандро Иорио и Леонардо Риззо школовања Универзитета Боццони се претворила на друштвене мреже. Група се чешљала кроз јавно доступне евиденције да би мапирала мрежу која је заузела личне и професионалне односе међу факултетом кардинала (старији припадници свештенства који служе и као бирачи и кандидати за папинство). Замислите то као нацртне линке. На пример, мрежа је укључивала везе између кардинала који су радили заједно у Ватиканским одељењима, између оних који су се заредили или су заредили, други и између оних који су били пријатељи. Истраживачи су затим примењивали технике из гране математике под називом Мрежне науке на ранг кардинала на три мере утицаја унутар мреже.

О подржавању научног новинарства

Ако уживате у овом чланку, размислите о подршци нашем награђиваном новинарству Претплата. Куповином претплате помажете да се осигура будућност утицајних прича о открићима и идејама које данас у облику света у облику света.

Преведећи, познат од већине аналитичара као недовољног и сада познат као папа Лео КСИВ, рангиран број један у првој мери утицаја, категорија која се назива „статус“. Важно упозорење је да он није прекршио првих пет у друга две мере: „Моћ медијације“ (колико добро кардинал повезује различите делове мреже) и „зграда коалиције“ (колико ефикасно кардинал може да формира велике савезе). Да ли се овај „статус“ метрика може осветлити будућим изборима (папин или на неки други начин) остаје да се види. Аутори студије нису изричито покушавали да предвиђају нови папу, већ су се надали да ће показати важност мрежних приступа у анализи закључака и сличних процеса. Упркос томе, њихов успех у овом случају у комбинацији са раширеном применљивошћу математичких подвозја своје методе чине га моделом вредним разумевања.

Како математичари чине ригорозно „статус“? Најједноставнији начин проналаска утицајних људи у мрежи назива се степен централности – само броји број прикључака за сваку особу. Под овом мером, кардинал који трља рамена са највећим бројем осталих кардинала био би назван најутицајнијим. Иако се лако рачунати и корисно за основне контексте, Централност степена не успева да снима глобалне информације о мрежи. Подешава сваку везу подједнако. У стварности, односи са утицајним људима утичу на ваш статус више од односа са неспуларним људима. Кардинал са само шаком блиских колега може имати огроман утицај ако су те колеге Ватиканов брокери. Разлика је између упознавања свих у вашој локалној кафић и бити на основу првог имена са неколико сенатора.

Унесите Еигенвецтор Централност, математичку меру која снима рекурзивну природу утицаја. Уместо само да бројите везе, сваку особу додељује оцену пропорционалне збир резултати њихових пријатеља у мрежи. Заузврат, резултати тих пријатеља зависе од резултата својих пријатеља, који зависе од резултата својих пријатеља и тако даље. Рачунавање ове кружне дефиниције захтева мало математичке финоће. Да бисте израчунали ове резултате, могли бисте свима доделити вредност од 1, а затим наставити у круговима. У сваком колу, сви би ажурирали своје резултате у суму својих пријатеља својих пријатеља. Тада би своје резултате поделили тренутним максималним резултатима у мрежи. (Овај корак осигурава да резултати остају између 0 и 1, иако очување релативне величине; ако је резултат једне особе двоструко, што и даље истините након поделе.) Ако на тај начин и даље итерате на овај начин, бројеви ће се на крају конзервирати у жељеном постигнућу резултата централности Еигенвецтор. За оне који су проучавали линеарну алгебру, управо смо израчунали Еигенвецтор који одговара највећем еигенвалуе суседљивости матрице мреже.

Гоогле користи сличну меру за рангирање веб страница у резултатима претраге. Када упишете упит за претрагу, Гооглеов алгоритам окупља збирку релевантних локација и тада мора одлучити у којем редоследу да их представи. Шта једна веб локација чини бољим од другог до крајњег корисника? У њеном језгру Интернет је велика мрежа веб страница повезаних преко хипервеза. Гоогле оснивачи Ларри Паге и Сергеи Брин желели су неку меру „статуса“ за чворове у овој мрежи да одлуче како рангирати резултате претраге. Схватили су да је веза из утицајне или добро повезане, локације Научни амерички носи већу тежину од везе са нечијег личног блога. Развили су алгоритам ПагеРанк, који користи варијанту Еигенвецтор централности за израчунавање важности веб страница на основу важности страница које воде на њих. Поред испоруке резултата висококвалитетних претраживања, ова метода омета варање претраживача; Вештачки јачање ваше веб странице стављањем на хиљаду страница које се повезују са њом неће много постићи ако те странице имају низак статус. ПагеРанк је компликованији од централног центра за Еигенвецтор, јер су везе на Интернету једносмерно, док су пријатељства у друштвеној мрежи двосмерна, симетрија која поједностављује математику.

Еигенвецтор Централност и њени рођаци искачу се свуда где истраживачи морају да идентификују утицајне чворове у сложеним мрежама. На пример, епидемиолози га користе да би пронашли суперсере у немирима болести, а неурознастисти га примењују на податке о сликама мозга како би се идентификовали обрасце неуронског повезивања.

Нови папа би вероватно ценио напоре Боццонија тима јер је студирао математику као додипломски студиј пре него што је донео своје одело. Време ће рећи да ли Еигенвецтор Централност може поуздано да информише будуће папинске изборе. Његов успех овог пута могао је бити флуке. Али као што је бели димљен од димњака Сикстине Цхапел, било је јасно да су се појачале врхунске АИ моделе и тржишта предвиђања. Пропустили су мудрост старог дела математике: утицај стабљика не само од људи које познајете, али ко они Знати.

Време је да устанете за науку

Ако сте уживали у овом чланку, хтео бих да вас затражим за вашу подршку. Научни амерички Служио је као заговорник за науку и индустрију 180 година, а тренутно је можда најкритичнији тренутак у историји двоструке века.

Био сам Научни амерички Претплатник од мене је било 12 година, а помогло је да се обликова на начин на који гледам на свет. Сциам Увек ме едукује и одушевљава ме и надахњује осећај страхопоштовања за наш огроман, леп универзум. Надам се да и за вас то и за вас.

Ако ти претплатити се на Научни америчкипомажете да осигурате да је наша покривеност усредсређена на смислено истраживање и откриће; да имамо ресурсе за извештавање о одлукама које прете лабораторију широм САД-а; И да подржавамо и пупољке и радне научнике у то време када се вредност саме науке пречета пречета непризната.

Заузврат добијате основне вести, Очаравање подцаста, сјајна инфографије, Не могу да пропусте вилатери, сигурносним видео снимцима, Изазовне игре и најбоље писање и извештавање науке на свету. Чак можете поклоните некога претплату.

Никада није било важније време да се застанемо и покажемо зашто је научна питања. Надам се да ћете нас подржати у тој мисији.