Människor tenderar att få kontakt med andra som är som dem. Alumner från samma alma mater är mer benägna att samarbeta i ett forskningsprojekt tillsammans, eller att individer med samma politiska övertygelse är mer benägna att gå med i samma politiska partier, delta i möten och delta i onlinediskussioner.
Detta sociologiska koncept, kallat homofili, har observerats i många nätverksvetenskapliga studier. Men om likasinnade individer samlas i utrymmen online och offline för att förstärka varandras idéer och skapa synergier, vad betyder det för samhället?
Forskare vid MIT ville undersöka homofili ytterligare för att förstå hur grupper om tre eller fler interagerar i komplexa samhälleliga miljöer. Tidigare forskning om att förstå homofili har studerat relationer mellan par av människor. Till exempel, när två kongressledamöter sponsrar ett lagförslag, kommer de sannolikt från samma politiska parti.
Det är dock mindre känt om gruppinteraktioner mellan tre eller flera personer sannolikt kommer att inträffa mellan liknande individer. Om tre ledamöter av kongressen är med och sponsrar ett lagförslag tillsammans, är alla tre sannolikt medlemmar i samma parti, eller skulle vi förvänta oss mer bipartiskhet? När forskarna försökte utöka traditionella metoder för att mäta homofili i dessa större gruppinteraktioner fann de att resultaten kan vara missvisande.
"Vi fann att homofili observerad i par, eller en-till-en-interaktioner, kan få det att verka som om det finns mer homofili i större grupper än vad det verkligen är", säger Arnab Sarker, doktorand vid Institutet för data, system och samhälle ( IDSS) och huvudförfattare till studien publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences . "Den tidigare åtgärden tog inte hänsyn till det sätt på vilket två personer redan känner varandra i vänskapsmiljöer", tillägger han.
För att ta itu med denna fråga utvecklade Sarker, tillsammans med medförfattarna Natalie Northrup '22 och Ali Jadbabaie, JR East Professor of Engineering, chef för institutionen för civil- och miljöteknik och kärnfakultetsmedlem i IDSS, ett nytt sätt att mäta homofili. Genom att låna verktyg från algebraisk topologi, ett underområde inom matematik som vanligtvis används i fysik, utvecklade de ett nytt mått för att förstå om homofili förekom i gruppinteraktioner.
Det nya måttet, som kallas enkel homofil, skiljer homofili som ses i en-till-en-interaktioner från de i större gruppinteraktioner och är baserat på det matematiska konceptet av ett förenklat komplex.
Forskarna testade detta nya mått med verkliga data från 16 olika datamängder och fann att enkel homofil ger mer exakta insikter om hur liknande saker interagerar i större grupper. Intressant nog kan det nya måttet bättre identifiera fall där det saknas likheter i större gruppinteraktioner, och på så sätt rätta till en svaghet som observerades i det tidigare måttet.
Ett sådant exempel på detta visades i datasetet från den globala hotellbokningswebbplatsen Trivago. De upptäckte att när resenärer tittar på två hotell i en session, väljer de ofta hotell som ligger nära varandra geografiskt.
Men när de tittar på mer än två hotell i en session är det mer sannolikt att de söker efter hotell som ligger längre ifrån varandra (till exempel om de tar en semester med flera stopp). Den nya metoden visade "anti-homofili" – istället för att liknande hotell valdes tillsammans, valdes olika hotell tillsammans.
"Vår åtgärd kontrollerar för parvisa anslutningar och antyder att det finns mer mångfald på hotellen som människor letar efter när gruppstorleken ökar, vilket är ett intressant ekonomiskt resultat", säger Sarker.
Dessutom upptäckte de att enkel homofili kan hjälpa till att identifiera när vissa egenskaper är viktiga för att förutsäga om grupper kommer att interagera i framtiden. De fann att när det finns många likheter eller många skillnader mellan individer som redan interagerar i grupper, kan kunskap om individuella egenskaper hjälpa till att förutsäga deras koppling till varandra i framtiden.
Northrup var en grundutbildningsforskare i projektet och arbetade med Sarker och Jadbabaie under tre terminer innan hon tog examen. Projektet gav henne en möjlighet att ta några av de begrepp hon lärde sig i klassrummet och tillämpa dem.
"När jag arbetade med det här projektet började jag verkligen bygga ut den högre ordningens nätverksmodell och förstå nätverket, matematiken och att kunna implementera det i stor skala", säger Northrup, som arbetade inom civil- och miljöteknik. systemspår med dubbel huvudämne i ekonomi.
Den nya åtgärden öppnar för möjligheter att studera komplexa gruppinteraktioner i ett brett utbud av nätverkstillämpningar, från ekologi till trafik och socioekonomi. Ett av områdena som Sarker har ett intresse av att utforska är gruppdynamiken hos människor som hittar jobb via sociala nätverk. "Påverkar högre ordnings homofil hur människor får information om jobb?" frågar han.
Northrup tillägger att det också kan användas för att utvärdera interventioner eller specifika policyer för att koppla samman personer med jobbmöjligheter utanför deras nätverk. "Du kan till och med använda det som ett mått för att utvärdera hur effektivt det kan vara."
Mer information: Arnab Sarker et al, Higher-order homophilly on simplicial complexes, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2315931121
Journalinformation: Proceedings of the National Academy of Sciences
Tillhandahålls av Massachusetts Institute of Technology
Denna berättelse är återpublicerad med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.
