NatCom: смоделирована математика творчества и инноваций

Международная команда ученых во главе с профессором Вито Латорой из Университета Куин Мэри в Лондоне выявила закономерности, лежащие в основе творчества и инноваций. Исследователи разработали математическую модель, объясняющую, как новые идеи рождаются путем комбинации уже существующих элементов. Работа опубликована в журнале Nature Communications (NatCom).

Ранее исследования в этой области фокусировались преимущественно на так называемых "первичных открытиях" — создании чего-то абсолютно нового, например, технологического изобретения или научного открытия. Однако в новой работе исследователи изучили более сложный механизм открытий, который возникает при сочетании уже известных элементов в новые комбинации.

"Меня всегда привлекали креативность и инновации — движущие силы человеческого прогресса", — отметил профессор Латора. — "В этом исследовании мы разработали новую концепцию высшего порядка новизны — это момент, когда два или более элемента впервые соединяются в последовательности для создания чего-то совершенно нового."

Для анализа таких процессов ученые разработали модель Edge-Reinforced Random Walk with Triggering (ERRWT). Она основана на концепции случайного блуждания, при котором каждый следующий шаг определяется только текущим положением. Однако, в отличие от классического случайного блуждания, ERRWT учитывает два ключевых механизма. Первый предполагает усиление связей (edge reinforcement) — чем чаще определенные комбинации используются, тем выше вероятность их повторного появления. А второй включает в себя порождение новых связей (edge triggering) — каждая новая комбинация открывает новые возможности для последующих открытий.

Ученые проверили свою модель на трех реальных наборах данных: музыкальных предпочтениях пользователей, художественных текстах и научных статьях. Результаты показали, что процесс создания новизны в этих областях подчиняется закону Хипса — математическому правилу, описывающему рост числа новых комбинаций со временем. Например, разные пользователи могут открывать новые песни в приложении с одинаковой скоростью, но при этом последовательности их прослушивания будут значительно различаться. В литературе было обнаружено, что писатели чаще создают новые сочетания слов, чем используют новые слова. А в научных статьях креативность проявляется более заметно в названиях, чем в самих текстах.

По мнению ученых, их работа открывает новые перспективы в изучении творческого процесса. Исследователи планируют расширить модель ERRWT, добавив и другие факторы, которые влияют на креативность.

"Если мы хотим способствовать устойчивому развитию общества, нам необходимо понимать, как рождаются новые идеи и как можно стимулировать открытия", — заключил Латора.— "Наши результаты могут помочь предсказать, какие идеи или технологии станут популярными, а также разработать методы поддержки инновационного мышления."