Larry Liebovitch är professor vid institutionen för fysik och institutionen för psykologi vid Queens College, och på fysikprogrammet vid Graduate Center, City University of New York. Han är också en kärnfakultetsmedlem i Sustaining Peace Project vid Earth Institutes Advanced Consortium on Cooperation, Konflikt, och komplexitet (AC4). Han utvecklade nyligen en matematisk modellsimulering av hållbar fred i ett samhälle. I denna matematiska modell, användare svarar på en rad frågor om ett samhälle genom att koppla in värden för olika faktorer som forskning tyder på är viktiga för att upprätthålla fred. Exempel på dessa faktorer inkluderar i vilken grad ledare modellerar fredliga värderingar och i vilken grad information flödar fritt mellan medlemmar av alla grupper i ett samhälle. Modellen visar sedan var systemet av faktorer kan hamna över tid – på väg till krig eller beläget i fred – och erbjuder ett verktyg för allmänheten att fundera över möjliga vägar för att upprätthålla fred.

Följande frågor och svar har redigerats för längden och för tydlighetens skull.

Vad var syftet med den matematiska modellen som du skapade för Sustaining Peace Project-webbplatsen?

När man tänker igenom alla olika faktorer som är viktiga för att upprätthålla fred i ett samhälle, vi upptäckte att det finns många saker som interagerar med varandra, så det kan vara väldigt svårt att tänka igenom alla detaljer. Till exempel, om en faktor som "god förvaltning" samverkar med en faktor som "rättvis fördelning av resurser, " och interagerar med ytterligare tre saker, var hamnar hela systemet?

En av sakerna du kan göra i en matematisk modell är att skriva ner ekvationer som representerar alla dessa interaktioner. När du väl har ekvationer, det finns mycket standardmetoder för att lösa dessa ekvationer. Så, på ett sätt, du använder bara dessa metoder och sedan kan du se var hela systemet kommer att hamna. Så, syftet var att se när vi har alla dessa interaktioner, om de alla händer samtidigt, vad händer i slutet? Vilka värden uppnår alla dessa olika faktorer på grund av påverkan av de andra faktorerna? Med andra ord, hur samverkar alla dessa bitar som ett system för att upprätthålla fred?

Syftet med att lägga ut matematikmodellen på webben och GitHub var att ge människor en möjlighet att leka med den. Så de kunde säga, 'Väl, vad händer om vi ökar värdet på denna variabel (som toleransutbildning) eller om vi ökar värdet av denna interaktion?' och se hur det kommer att påverka nivåerna av fred i samhället.

Hur kan matematisk modellering bidra till samhällsvetenskap och policyskapande?

Samhällsvetenskapliga system är mycket komplicerade, och det blir väldigt svårt att tänka igenom saker och ting i termer av alla interaktioner. Även ett så enkelt system som en familj har många komplexa interaktioner mellan föräldrar och barn och andra släktingar, och till och med att försöka tänka igenom alla dessa kopplingar kan vara ganska svårt, så ibland representerar det att du genom en matematisk modell kan se saker eller vart systemet kommer att ta vägen som du annars inte kommer att se. Till exempel, med den matematiska modellen för att upprätthålla fred, du kan se om ett samhälleligt system kan hamna på en mer eller mindre fredlig plats med tiden på grund av alla dessa interaktioner mellan olika faktorer.

När det gäller policyskapande, det betyder också att du kan köra simuleringar. Du kan säga, väl, om jag ändrar detta i systemet (säg, universell basinkomst), hur kommer det att förändra hela systemet? Det låter dig leka med det, vilket också innebär att om du gör ändringar, och om dessa förändringar görs i den verkliga världen och de matchar modellen, det skulle också ge dig större förtroende för de förutsägelser som modellen tillhandahåller. Så, det låter er båda förstå vad som händer i systemen, att testa olika möjliga ingrepp, och hjälpa till att jämföra den matematiska modellen med verkligheten för att verifiera den eller se hur den behöver förbättras.

Vad kan några av begränsningarna för matematisk modellering vara, speciellt när det gäller att använda det som ett medel för att förstå vad som leder till att upprätthålla fred?

Vi beskriver interaktionerna i det här systemet, men det finns delar av dessa interaktioner som vi inte helt förstår. Så, baserat på vår erfarenhet av tidigare problem, vi måste gissa den exakta formen av de matematiska sambanden från en faktor till en annan. Vi bestämde oss för vad vi skulle inkludera baserat på en serie workshops och konferenser där experter identifierade viktiga faktorer och fastställde samspelet mellan dem. Det är möjligt att vi har utelämnat vissa faktorer eller kopplingar, eller sätta i några saker som inte är den bästa matchningen till den verkliga situationen.

Vad är en takeaway från modellen du hoppas att en användare kan gå iväg med?

Vi fann att även i samma modellsystem, genom att ändra nivåerna av olika faktorer eller deras interaktioner, du kan uppnå hållbar fred på olika sätt. Dessutom, det kan finnas olika vägar för att uppnå fred i olika system. Så, det finns inget svar på vad du ska göra – det kan vara situationsberoende och det kan finnas flera sätt att uppnå fred. Vilket är hoppfullt!

Vad är en sak du har lärt dig av ditt arbete med Sustaining Peace Project?

Teamet som utvecklar Sustaining Peace Project är en mycket tvärvetenskaplig grupp. Det var intressant att se hur människor från olika discipliner kan mötas och var och en ta med sig en egen bit från sitt område som är viktig för hela projektet. Och det andra jag har lärt mig är att den här gruppen är väldigt bra på att arbeta tillsammans. Vi är inte alltid överens om saker, men det finns mycket respekt som människor har för varandra, speciellt att försöka hantera saker från andra områden som de inte är bekanta med. Det var trevligt att delta i en sådan miljö.

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.