Vrána k vráně sedá. Přísloví, které dobře charakterizuje chování lidí – sdružujeme se do názorově i jinak blízkých skupin. Sociologové dlouhodobě zkoumají, jak se sociální skupiny formují, jaké jsou jejich mechanismy a pravidla. Nyní ale řadu poznatků přinesli překvapivě fyzici. „Pro předpovídání velikosti utvářených skupin lidí se stejným názorem jsme využili fyzikálních principů, konkrétně sebeorganizaci částic se spinem,“ říká Jan Korbel, který se zabývá výzkumem komplexních systémů v Complexity Scien­ce Hubu Vienna.

Původně vystudoval matematickou fyziku na Českém vysokém učení technickém v Praze. Celý obor mu ale přišel hodně teoretický, a tak se začal věnovat propojení fyziky a ekonomie. „Postupně jsem se dostal k tomu, že matematicko-fyzikální modely se dají aplikovat na nejrůznější komplexní systémy, kde interaguje více částí systému,“ vysvětluje vědec, podle kterého je jedno, zda se jedná o komplexní systémy biologických molekul, akcií na burze, chování lidí, či například šíření koronaviru, což jsou i témata, kterými se v minulosti zabýval.

Lidé jako spin

Vědci z Complexity Science Hubu nyní pouze na základě znalosti počtu přátel dokázali předpovědět velikost lidských skupin v počítačové hře Pardus. „Vycházeli jsme z obecného předpokladu homofilie – že lidé se stejnými názory mají tendenci být v jedné skupině. A naopak lidé s odlišnými názory v této skupině být nechtějí,“ popisuje Korbel. Být součástí skupiny s odlišnými názory totiž vytváří stres a je naší přirozenou snahou ho minimalizovat, ať už změnou názoru, nebo opuštěním skupiny. Přestože v minulosti již bylo zkoumáno několik modelů, stále se moc nevědělo, jak touha patřit do názorově podobné „smečky“ a vyhýbání se stresu ovlivňují vytváření lidských skupin, zejména jejich velikost – zda je například mnoho malých skupin, nebo málo velkých. Jedná se totiž o poměrně složitý mechanismus, který vyžaduje obrovské množství úsilí a neustálé koordinace.

Sociální skupiny obvykle vznikají, když lidé s podobnými názory začnou vzájemně interagovat. Pokud ale narostou příliš, dochází k vnitřním konfliktům a změně uspořádání – někteří odejdou či se původní skupina rozpadne na několik menších. V předchozích výzkumech již vědci z vídeňského centra studovali samoskladbu nanočástic v malých termodynamických systémech, kde se spontánně bez jakýchkoli vnějších zásahů vytvářejí struktury vyššího řádu. A uvědomili si, že podobně se chovají i lidé. „Ve větších skupinách vznikají vnitřní konflikty a dochází ke změnám ve složení – lidé libovolně odcházejí do jiných skupin a přicházejí jiní. K tomu je potřeba velmi efektivní organizace a to celé se podobá samoorganizaci částic se spinem.“

Překvapivá jednoduchost

I samotné vědce překvapilo, jak dobře relativně jednoduchý fyzikální model odpovídá lidskému chování. „Z pouhé informace o počtu přátel jsme díky našemu modelu dokázali předpovědět počet a velikost skupin v počítačové hře, kde hráči musejí spolupracovat, aby profitovali. Za běžných okolností byste potřebovali znát strukturu sítě a její uspořádání,“ vysvětluje vědec výhodu inovativního přístupu.

„Lidé jsou samozřejmě složitější než částice, ale určité typy interakcí jsou podobné, zejména počet možností, jak může soubor lidí vytvořit skupiny. Toto číslo se nazývá entropie a byl to náš výchozí bod pro matematické modelování.“

Za určitých podmínek měli lidé tendenci vytvářet velké skupiny, za jiných k tomu ale nedocházelo, protože názory byly příliš rozdílné. „Stát se členem velké skupiny by pro ně v této situaci znamenalo příliš velký sociální stres,“ uvádí Korbel. Právě sociální stres byl další klíčovou veličinou, která je ve fyzice srovnatelná s energií. Čím více podobných lidí ve skupině je, tím menší sociál­ní stres mohou zažívat, což ve fyzice odpovídá systémům s nižší energií.

Samotný spin si lze představit jako šipku nahoru nebo dolů. Zatímco v magnetech směřují všechny spiny stejným směrem, v takzvaných spinových sklech, což jsou slitiny kovů a nekovů, jsou ne­uspořádané. „V této struktuře jsou spiny v ‚napětí‘, protože se musí sladit s několika dalšími spiny a nemohou to udělat současně. Je to podobné jako ve skupině s různými názory. Nemůžete se sladit se všemi a pravděpodobně vás to frustruje,“ nachází Korbel paralelu.

Používejme data

Tradiční sociologie je k metodám z fyziky spíše skeptická. „Narušujeme zvyklosti a zažité postupy oboru,“ usmívá se Jan Korbel, podle kterého ale potřeba mezioborových výzkumů nabývá na důležitosti a je budoucností vědy. Svět, ve kterém žijeme, je totiž stále komplikovanější a provázanější a se škatulkou jednoho oboru si již nevystačíme. V Complexity Science Hubu proto spolupracují experti z nejrůznějších profesí od fyziky přes ekonomii, sociologii, historii až po kryptoměny nebo třeba infrastrukturu měst. „Pro reálný dopad na společnost musíme jako vědci spolupracovat napříč obory – je nutné vystoupit z jednooborových kolejí, protože tak vznikají slepá místa,“ míní Korbel.

„Náš nový model může pomoci předvídat jevy ze sociologie v souvislosti se sociálními sítěmi a masmédii, které vedou k sociální frustraci a polarizaci,“ zdůrazňují vědci z vídeňského centra potenciál matematických modelů v sociologii, který plánují dále rozvíjet. Chtějí získat více modelů, které by popisovaly a předpovídaly chování lidí ve skupinách.

„Právě kombinace dostupných dat a matematických modelů vede k pochopení komplexních systémů. A fyzika zde hraje klíčovou roli, protože umožňuje skutečně popsat, co se v systému děje. U metod strojového učení nebo umělé inteligence známe vstupní data a výsledek, co se děje mezi tím, je ‚black box‘, o kterém nemáme tušení,“ dodává Jan Korbel. 

CSH Vienna / Liuhuaying Yang

Spintronika budoucnosti

Každý elektron má svůj spin, který si lze představit jako šipku mířící nahoru nebo dolů. O jeho existenci víme už sto let, ale donedávna jsme ho nijak nevyužívali. Nyní se o to snaží spintronika – technologie budoucnosti, která využívá toku elektronů s různým spinem. Manipulace se spinem totiž přidává další parametr a rozšiřuje možnosti využití tam, kde se samotná elektronika již vyčerpala.

Zatímco v magnetech směřují všechny spiny stejným směrem, v takzvaných spinových sklech, což jsou slitiny kovů a nekovů, jsou neuspořádané. Za výzkum spinových skel získal italský fyzik Giorgio Parisi v roce 2021 Nobelovu cenu.

Jak dokládají výsledky z Complexity Science Hubu, spinové principy lze aplikovat i ve zdánlivě zcela nesouvisejících oborech, jako je chování lidí a vznik sociálních skupin.

Autorka je spolupracovnicí redakce, působí na Univerzitě Karlově