Устойчивость и хаос: математическая модель показала, как сообщества «заражают» друг друга нестабильностью

Люди редко принимают решения независимо. На их выбор влияют друзья, коллеги, новости, социальные сети, публичные рейтинги и обсуждения в чатах. Чтобы разобраться, как подобные связи меняют коллективное поведение, исследователи строят математические модели, позволяющие проигрывать различные сценарии развития социальных систем.

Модель на основе эволюционной игры

Ученые МИЭМ ВШЭ рассмотрели два условных сообщества и смоделировали взаимодействие их участников. За основу они взяли игру Новака — Мэя — разновидность дилеммы заключенного. В этой модели агенты располагаются в узлах квадратной решетки и на каждом шаге выбирают одну из двух стратегий: сотрудничать ради общего выигрыша или действовать эгоистично, получая преимущество только для себя. После каждого раунда участники сравнивают свой результат с результатами соседей и могут перенимать более успешную стратегию.

В классической игре Новака — Мэя участники ориентируются только на ближайших соседей. Авторы расширили этот подход, позволив агентам учитывать среднее состояние сообщества — своего или чужого. Таким образом ученые смоделировали ситуацию, когда решения людей зависят не только от непосредственных контактов, но и от общего информационного фона.

Неожиданный эффект слабого влияния

Чтобы оценить поведение системы, исследователи проанализировали показатель устойчивости — число участников, которые после начального этапа ни разу не меняли стратегию. Чем выше этот показатель, тем стабильнее поведение сообщества. Результаты показали, что обмен информацией между двумя сообществами может влиять на них по-разному: одно сообщество остается устойчивым, а в другом агенты хаотично меняют стратегию. При этом хаос возникает не во всем сообществе сразу: средняя доля сотрудничающих может оставаться стабильной, но отдельные агенты постоянно меняют стратегию.

Для резких изменений в поведении системы не всегда нужно сильное внешнее воздействие. Иногда достаточно слабой связи между сообществами, чтобы одно из них осталось внешне стабильным, а другое перешло к менее предсказуемому режиму. «Такой переход возникал не из-за случайных внешних воздействий: модель детерминирована, то есть при одинаковых начальных условиях развивается по одним и тем же правилам. Однако даже небольшое различие в параметрах двух сообществ — например, в том, насколько выгодной оказывается стратегия отказа от сотрудничества, — могло резко изменить устойчивость системы», — объясняет профессор, заведующий Лабораторией вычислительной физики МИЭМ ВШЭ Лев Щур.

По мнению авторов, предложенный подход может использоваться для изучения распространения общественных настроений, информационного воздействия, социальных конфликтов и процессов, происходящих в цифровых медиа. Модель открывает возможность предсказывать, при каких условиях слабые информационные сигналы способны вызвать масштабные хаотические изменения в социальных группах.