科學也可以如此靠近

江南Style是從菲律賓火起來的?傳染病專家這麼說

3月
17
2018

2018年3月17日04時 今日科學 鳳凰新聞

鳳凰新聞

《江南Style》是韓國藝人Psy於2012年發布的一首k-pop單曲。它是視頻網站YouTube史上最受歡迎的視頻,創造了金氏世界紀錄,僅YouTube上的播放量就已經超過29億次,堪稱一首神曲。

Psy(鳥叔)。圖片來源:123rf.com正版圖庫

理解這首歌曲封神的來龍去脈,對於理解信息的傳播、文化的演進等社會科學領域內的問題有重要價值。

這不, 最近來自匈牙利羅蘭大學和麻省理工學院的聯合研究就對這首歌的傳播過程進行了分析,文章借鑑了傳染病擴散領域中的研究方法<1>。

傳染病的擴散有什麼特點?

對於傳染病的擴散,主要有四個方面的問題需要回答<2>:

1. 傳染源在哪裡,即傳染病是從哪裡爆發的?

2. 傳染病會向哪裡擴散?

3. 傳染病何時到達?

4. 預期會有多少人被傳染?

對於這些問題,科學家了解的已經很多了。

疾病擴散有一個清晰的模式:從一個地點和時間點開始,然後波浪式地從源頭擴散開去。擴散的速度很大程度上取決於人們移動的速度,也就是交通的便利程度。比如歷史上十四世紀席捲歐洲的黑死病,它的擴散速度是每天兩公里,最終殺死了三分之二的歐洲人<3>。

隨著交通越來越發達,疾病擴散的速度大大加快了。但是到了二十世紀,這種波浪式擴散的疾病傳播模式好像消失了,原因是因為航空業的快速發展,飛機旅行使得疾病可以以極快的速度從一個大州擴散到另一個大州去,進而使得兩地之間的物理距離變得不那麼重要了。

SARS從中國擴散開的先後順序圖。可以看到SARS到達不同地方的順序和空間物理距離沒有關係。圖片來源:參考文獻<2>

但是,如果將航空流量數據考慮進來,將兩地之間的物理距離替換成一個所謂的有效距離,然後據此建立起全世界各地的關係網,並使用網絡分析的方法來研究,科學家發現波浪式的傳播模式其實還是存在的。

使用有效距離替代空間物理距離之後,可以看到疾病擴散的範圍和距離之間有很強的線性相關關係,波浪式的傳播過程又出現了。
A:香港到世界其他地點的有效距離。顏色可以大體理解為點的空間分布,顏色相同的點之間距離近。B: 計算機仿真疾病擴散過程。如果傳染病從香港爆發,疾病擴散的過程從空間上看沒有什麼規律(下圖),但是從有效距離的視角看,擴散的過程是呈現波浪式的(上圖)。C:

有效距離和疾病到達時間呈現線性關係。D: H1N1和SARS的擴散過程。有效距離和疾病到達時間呈現線性關係。圖片來源:參考文獻<2>

信息擴散

也是波浪式傳播嗎?

科學家進一步想到信息傳播和疾病擴散的過程是很相似的,那麼用類似的方法是不是可以發現信息擴散的波浪式傳播模式呢?

科學家收集了推特(Twitter)上帶有地理位置標籤並含有」Gangnam Style「(江南style)內容的數據,共收集了580萬個用戶的信息,可以劃歸成261個行政區域。類似於傳染病研究中引入航空流量數據,這裡引入行政區域之間互相關注的用戶數量,定義有效距離來代替空間物理距離,進而建立複雜網絡。

通過這樣的方法,科學家們發現:這首單曲從韓國首先擴散到了菲律賓,然後以菲律賓為中心,波浪式擴散到了全世界,成為一首神曲。菲律賓在其中起了這麼重要的作用,原因可能是菲律賓和世界的聯繫比韓國要更多,傳播更有效,更深層的原因可能是菲律賓更多的使用英語和海外菲律賓人更多。

左圖使用的是空間物理距離,右圖使用的是有效距離。可以很清晰從右圖看到線性關係,而左圖就沒有。圖片來源:參考文獻<1>

這次的分析工作揭示了《江南style》這首單曲的傳播過程,當然這個結果並不意味著把作品拿到菲律賓首發就能成為神曲,這背後的機理還需要更多的研究。

另外,這次的工作還揭示了現實世界和信息世界的深刻聯繫,而它們為什麼有這些相似的性質和行為目前還不是很清楚。

當然,信息傳播和疾病擴散畢竟是不同的,最主要的是信息傳播具有累積性的特點,即多個朋友對其提供類似信息會有疊加效應, 所謂三人市虎,而疾病傳播就不會,所以事實上科學家為這兩者發展了不同的擴散模型,這裡不再贅述。

你知道嗎,傳染病的擴散還塑造了不同地域的文化。有一種病原體假說認為傳染病高發的地區因為和陌生人交往更加危險,從而文化更加傾向於封閉和集體主義。

文化是如何演進的這個問題很複雜,使用複雜性科學來進行研究是近年的研究熱點,果殼將繼續討論。

參考文獻:

Zsofia, Kallus, Daniel Kondor and Jozsef Steger. Video Pandemics: Worldwide viral spreading of Psy’s Gangnam style video. arXiv:1707.04460 (2017)

Dirk, Brockmann and Dirk Helbing. The hidden geometry of complex, network-driven contagion phenomena. Science 342.6164 (2013): 1337-1342.

How the 」Gangnam Style「 Video Became a Global Pandemic. https://www.technologyreview.com/s/608341/how-the-gangnam-style-video-became-a-global-pandemic/


延伸閱讀

科學家發明了一種水凝膠,它能像人類皮膚一樣生長

改變物理學!《星球大戰》中的原力太神奇

宇宙的暗物質中會不會有」生命「的存在?

短尾貓只是呆坐又不是大睡,鱷魚偷襲哪能成功?

達爾文並非進化論最早提出者,卻因一事永載史冊,百


熱門內容

友善連結