Wyznaczanie trendów w nauce: Matematycy pokazują na przykładzie „Gry o tron” rosnące znaczenie nauki o sieciach
Fani zarówno serialu telewizyjnego, jak i książek z serii „Pieśń lodu i ognia” autorstwa George’a R.R. Martina od dawna dyskutują, kto jest rzeczywistym bohaterem zawiłej opowieści, na którą składają się dziesiątki splecionych ze sobą postaci. Czy jest nim królowa Daenerys Targaryan – Matka Smoków? A może członkini rodziny Starków, Arya lub Sansa? Jon Snow, dowódca Nocnej Straży? Albo błyskotliwy i przebiegły Tyrion Lannister? Andrew J. Beveridge, adiunkt na wydziale matematyki Malcalaster College w Minnesocie i Jie Shan, pełna entuzjazmu studentka na studiach licencjackich, zastosowali algorytm oparty na zyskującej coraz większe znaczenie nauce o sieciach, aby pomóc odpowiedzieć na to pytanie. Zastosowanie nauki o sieciach do świata Westeros Nauka o sieciach to zasadniczo gałąź stosowanej teorii grafów, która zajmuje się analizą złożonych sieci, takich jak sieci komputerowe, sieci telekomunikacyjne, sieci biologiczne, sieci kognitywne i semantyczne oraz sieci społecznościowe. Dziedzina ta czerpie z kilku dyscyplin, między innymi matematyki, fizyki, ekonomii, socjologii i informatyki. Nauka o sieciach rozważa odrębne elementy albo aktorów przedstawianych jako „węzły” (lub „wierzchołki”) oraz połączenia między elementami/aktorami pokazane jako „połączenia” (albo „krawędzie”). Zasadniczo zajmuje się badaniem sposobu, w jaki informacje przepływają z jednego miejsca do drugiego lub od jednej rzeczy do drugiej. Naukowcy uznali zatem, że świat „Gry o tron”, w którym wciąż zmieniają się przymierza, dochodzi do wzlotów i upadków (często brutalnych) kluczowych postaci i stale zmieniają się scenerie, może posłużyć jako doskonały poligon do wykazania wagi nauki o sieciach w coraz bardziej połączonym dzisiaj świecie. „To fantazyjne zastosowanie nauki o sieciach” – wyjaśnia prof. Beveridge. „Ale jest to rodzaj dostępnego zastosowania, które pokazuje, czym zajmuje się matematyka, a mianowicie znajdowaniem i wyjaśnianiem modeli”. Wyniki badań pt. „Network of Thrones” ukazały się w prestiżowym czasopiśmie »Math Horizons« stowarzyszenia Mathematical Association of America. Zespół wybrał trzeci tom sagi pt. „Nawałnica mieczy”’ i precyzyjnie wskazał wszystkie przypadki, w których pojawienie się dwóch postaci rozdzielało 15 słów. Im częściej te postaci pojawiały się razem, tym większa waga przypisana została ich połączeniu. Wraz z posuwaniem się tego procesu naprzód, naukowcy zbudowali wielkoskalową strukturę sieciową obejmującą wszystkie postaci, z podziałem na bardzo dokładnie określone społeczności, podkreślające ich więzy geograficzne, rodzinne, a nawet antagonizmy. „Nie wprowadziliśmy do [sieci] danych na temat społeczności, to sieć tak naprawdę informuje, jakie są społeczności” – stwierdził prof. Beveridge. Po utkaniu zawiłej sieci społecznej łączącej postaci, zespół przeprowadził następnie ich klasyfikację w oparciu o kilka kryteriów. Jedno z kryteriów – „stopień centralności” – klasyfikuje daną postać według liczby powiązanych z nią bohaterów. Kolejne o nazwie „PageRank” – algorytm wykorzystywany przez wyszukiwarkę Google, służyło do oceny postaci na podstawie wagi jej towarzyszy. Ujawnienie najważniejszego bohatera A zatem który z bohaterów ma największe znaczenie? Tyrion Lannister zdobył najwyższe oceny we wszystkich kryteriach poza jednym, co sprawia, że jest kluczowym filarem sagi. Tuż za nim uplasował się Jon Snow. Co ciekawe, Jon Snow okazał się lepszy od Tyriona w „pośrednictwie” – to kryterium ocenia wpływ postaci na inne grupy. Zaskoczeniem jest trzecie miejsce w rankingu, które przypadło Sansie Stark, gdyż jak podkreślają naukowcy, większość czytelników i widzów nie zauważa jej, uznając za słabą postać. „Jednak inni gracze [w sieci] mają świadomość jej wartości” – czytamy w artykule. „Jeżeli rozwinie swój spryt, wówczas będzie mogła wykorzystać swoją wagę w sieci z potężnym skutkiem”. Daenerys Targaryan to również ciekawy przypadek, bowiem nie została sklasyfikowana tak wysoko, jak można było się spodziewać. A to dlatego, że w „Nawałnicy mieczy” jest geograficznie odizolowana od wielu kluczowych postaci. Zyskuje jednak zdecydowanie bardziej na znaczeniu w kolejnych tomach, co zostało odzwierciedlone w sieci stworzonej przez zespół badawczy – tych niewiele posiadanych przez nią połączeń to jednak relacje z niezwykle ważnymi bohaterami. Zastosowania praktyczne w realnym świecie Dużo radości i zabawy daje zastosowanie poważnej dyscypliny naukowej do analizy fikcyjnego świata, który fascynuje i urzeka miliony osób, jednak nauka o sieciach ma wiele praktycznych zastosowań także w realnym świecie. Na chwilę obecną najbardziej niecierpiącym zwłoki zastosowaniem jest zapewne zaprzęgnięcie tej dziedziny do wspomagania krajowych agencji bezpieczeństwa i sił policyjnych w analizowaniu i rozbijaniu globalnych sieci terrorystycznych. Jeżeli więc model nauki o sieciach jest w stanie sprawdzić się w brutalnym i skomplikowanym świecie Westeros, to z pewnością tak wielkiej wagi zadanie wywiadowcze o kluczowym znaczeniu może być w jego zasięgu.
Kraje
Stany Zjednoczone