I matematici stanno implementando algoritmi per fermare il gerrymandering

Aleksandr Glandien

Le mappe per il Congresso degli Stati Uniti e le gare legislative statali somigliano spesso a bestiari elettorali, con distretti dalla forma bizzarra che emergono da traballanti ibridi di contee, distretti e blocchi di censimento.

È il disegno di queste mappe, più di ogni altra cosa, più delle leggi sulla soppressione degli elettori, più della frode degli elettori, che determina come i voti si traducono in chi viene eletto. Puoi prendere la stessa serie di voti, con mappe distrettuali diverse e ottenere risultati molto diversi, afferma Jonathan Mattingly, matematico alla Duke University nello stato viola del North Carolina. La domanda è: se la scelta delle mappe è così importante per il modo in cui interpretiamo questi voti, quale mappa dovremmo scegliere e come dovremmo decidere se qualcuno ha fatto un buon lavoro nella scelta di quella mappa?

Negli ultimi mesi, Mattingly e matematici che la pensano allo stesso modo sono stati impegnati in attesa di un rilascio di dati previsto per oggi, 12 agosto, dall'US Census Bureau. Ogni decennio, nuovi dati di censimento avviano il ciclo di riorganizzazione decennale: i legislatori statali (o talvolta commissioni nominate) disegnano nuove mappe, spostando le linee distrettuali per tenere conto dei cambiamenti demografici.

In preparazione, i matematici stanno affinando nuovi algoritmi - strumenti open source, sviluppati negli ultimi anni - che rilevano e contrastano il gerrymandering, la pratica eclatante che dà origine a quei bestiari, per cui i politici truccano le mappe e distorcono i risultati per favorire un partito politico rispetto a un altro . I repubblicani hanno apertamente dichiarato che con questo ciclo di riorganizzazione distrettuale intendono aprire un percorso verso riprendendo la Camera dei rappresentanti degli Stati Uniti nel 2022 .

'La situazione è cambiata nell'ultimo decennio, poiché la tecnologia informatica ha affrontato il problema che ha generato'.

ERIC LANDER

Questo è il momento cruciale, dice Moon Duchin via e-mail. Matematica alla Tufts University, Duchin dirige il Metric Geometry and Gerrymandering Group ed è coautrice di un carta recente su un nuovo strumento chiamato Gerry Chain (sviluppato per la prima volta nel 2018), che è stato scaricato 20.000 volte.

Kosuke Imai, un politologo di Harvard, e il suo gruppo di ricerca, si sono concentrati su quella che chiamano la metodologia di riorganizzazione assistita da algoritmi ( ALLARME )—stanno perfezionando un pacchetto software chiamato ridistribuire , rendendolo il più intuitivo possibile anche per il citizen data scientist. Quest'estate ho due studenti delle scuole superiori che lo usano per fare analisi, dice Imai. Uno sta guardando come potrebbe svolgersi la riorganizzazione in Alabama.

Strumenti come questi giocheranno un ruolo fondamentale nelle incombenti battaglie politiche. La matematica computazionale e l'analisi quantitativa sono pronte ad avere un grande impatto sulla riorganizzazione, fornendo uno standard oggettivo e pratico, un test algoritmico, per identificare le mappe gerrymandered. Idealmente verranno utilizzati durante l'intero processo, nei forum pubblici e nelle consultazioni con i legislatori che potrebbero influenzare le mappe che verranno convertite in legge; ma anche, forse in modo più realistico e cruciale, entreranno in gioco a posteriori, nelle cause previste. Questa sarà la prima volta che avremo un diverso livello di abilità tecnica per parlare di quello che sta succedendo, dice Mattingly.

La politica della lucertola

Il termine gerrymander risale al 1812, quando un distretto del Massachusetts attratto dal governatore Elbridge Gerry aveva una forma così strana da essere paragonato a una salamandra. Pertanto, per gerrymander significa manipolare i confini distrettuali con un'agenda politica e quindi manipolare i risultati elettorali.

L'uso dei computer per generare e gerrymander mappe elettorali è diventato relativamente comune negli anni '90, sebbene i primi software di riorganizzazione dei distretti fossero proibitivi e costassero da $ 500.000 a $ 1 milione. Ora lo standard del settore è Maptitude, prodotto da Caliper. Quando il primo pacchetto Maptitude for Redistricting è stato rilasciato, alla fine degli anni '90, costava $ 2.999. Il prezzo attuale varia da $ 1.000 a $ 10.000, a seconda delle esigenze dell'utente.

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Per decenni, uno di quegli utenti è stato Thomas Hofeller, il Michelangelo del moderno Gerrymander , a lungo direttore ufficiale del riordino del Comitato Nazionale Repubblicano, scomparso nel 2018.

Gli schemi di gerrymandering includono cracking e imballaggio, sparpagliando voti per un partito tra i distretti, diluendo così il loro potere e stipare elettori che la pensano allo stesso modo in un unico distretto, sprecando il potere che avrebbero altrove. La città di Austin, in Texas, è spaccata, divisa in sei distretti (è la più grande città degli Stati Uniti che non ha ancora un distretto).

Nel 2010, tutta la forza della minaccia si è materializzata con il Redistricting Majority Project dei Repubblicani, o REDMAP. Ha speso $ 30 milioni in gare legislative statali a scrutinio negativo, con risultati vincenti in Florida, Carolina del Nord, Wisconsin, Michigan e Ohio. Le vittorie nel 2010 hanno dato loro il potere di disegnare le mappe nel 2011, afferma David Daley, autore di, Ratf**ked: la vera storia dietro il piano segreto per rubare la democrazia americana .

'Quella che era un'arte oscura ora è una scienza oscura.'

MICHELE LI

Il fatto che la tecnologia sia avanzata a passi da gigante dal precedente ciclo di riorganizzazione non ha fatto che aumentare il risultato. Ha reso i gerrymander disegnati quell'anno molto più duraturi e duraturi di qualsiasi altro gerrymander nella storia della nostra nazione, dice. È la sofisticatezza del software per computer, la velocità dei computer, la quantità di dati disponibili, che consente ai cartografi partigiani di inserire le proprie mappe attraverso 60 o 70 diverse iterazioni e di perfezionare e ottimizzare davvero le prestazioni partigiane di quelle mappe.

Come dice Michael Li, un esperto di riorganizzazione distrettuale presso il Brennan Center for Justice presso la facoltà di giurisprudenza della New York University: quella che prima era un'arte oscura ora è una scienza oscura. E quando le mappe manipolate vengono implementate in un'elezione, dice, lo sono quasi impossibile da superare .

Un microscopio matematico

Mattingly e il suo squadra del Duca sono rimasti svegli fino a tardi a scrivere codice che si aspettano produrrà un'enorme vittoria, algoritmicamente, preparandosi per l'applicazione nella vita reale del loro ultimo strumento, che ha debuttato in un articolo (attualmente in fase di revisione) con il titolo tecnicamente inebriante Monte Carlo catena di Markov di fusione e divisione multiscala per la riorganizzazione .

L'avanzamento del discorso tecnico, tuttavia, non è la priorità assoluta. Mattingly ei suoi colleghi sperano di educare allo stesso modo i politici e il pubblico, così come avvocati, giudici, colleghi matematici, scienziati, chiunque sia interessato alla causa della democrazia. A luglio, Mattingly ha tenuto una conferenza pubblica con un titolo più accessibile che ha tagliato nel vivo: Riesci a sentire la volontà delle persone al voto?

Si pensa spesso che i distretti deformi siano il segno di un gerrymander. Con la mappa del 2012 nella Carolina del Nord, i distretti del Congresso erano bestie dall'aspetto molto strano, dice Mattingly, che (con il suo collaboratore chiave, Greg Herschlag) ha fornito una testimonianza di esperti in alcune delle cause legali che ne sono seguite. Nell'ultimo decennio, ci sono state controversie legali in tutto il paese, in Illinois, Maryland, Ohio, Pennsylvania, Wisconsin.

Ma mentre distretti così sfigurati fanno poster, tazze da caffè e magliette davvero carini, dice Mattingly, la verità è che fermare strane geometrie non smetterà di gerrymandering. E infatti, con tutti i giochi di prestigio tecnologicamente sofisticati, una mappa manipolata può rivelarsi difficile da rilevare.

Queste mappe dei distretti congressuali della Carolina del Nord illustrano come la geometria non sia un indicatore a prova di errore del gerrymandering. La mappa NC 2012, con i suoi bizzarri confini distrettuali, è stata considerata dai tribunali un gerrymander razziale. La sostituzione, la mappa NC 2016, ha un aspetto piuttosto diverso e addomesticato al confronto, ma è stata considerata un gerrymander politico incostituzionale. L'analisi di Jonathan Mattingly di Duke e del suo team ha mostrato che le mappe del 2012 e del 2016 erano politicamente equivalenti nei loro risultati di parte. Un esperto nominato dal tribunale ha disegnato la mappa NC 2020.

JONATHAN MATTINGLY

Gli strumenti sviluppati simultaneamente da un certo numero di scienziati matematici forniscono quello che viene chiamato un test a valori estremi. L'approccio di ogni ricercatore è leggermente diverso, ma il risultato è il seguente: una mappa sospettata di essere manipolata viene confrontata con una vasta collezione, o insieme, di mappe imparziali e neutre. Il metodo matematico al lavoro, basato su ciò che viene chiamato Algoritmi Monte Carlo della catena di Markov —genera un campione casuale di mappe da un universo di possibili mappe e riflette la probabilità che una data mappa disegnata soddisfi varie considerazioni politiche.

Le mappe dell'insieme sono codificate per catturare vari principi utilizzati per disegnare i distretti, tenendo conto del modo in cui questi principi interagiscono con la geometria geopolitica di uno stato. I principi (che variano da stato a stato) includono criteri come mantenere i distretti relativamente compatti e collegati, renderli più o meno uguali nella popolazione e preservare contee, comuni e comunità con interessi comuni. E le mappe dei distretti devono essere conformi alla Costituzione degli Stati Uniti e al Voting Rights Act del 1965.

Con il rilascio dei dati del 2020 da parte del Census Bureau, Mattingly e il suo team caricheranno il set di dati, eseguiranno il loro algoritmo e genereranno una raccolta di piani distrettuali tipici e apartitici per la Carolina del Nord. Da questa vasta distribuzione di mappe e tenendo conto dei modelli di voto storici, discerneranno i benchmark che dovrebbero fungere da guardrail. Ad esempio, valuteranno la probabilità relativa che quelle mappe producano vari risultati elettorali, ad esempio il numero di seggi vinti da Democratici e Repubblicani, e con quale margine: con una divisione del voto di 50-50 e dato un voto plausibile modelli, è improbabile che una mappa neutrale dia ai repubblicani 10 seggi e ai democratici solo tre (come nel caso di quella mappa del 2012).

Stiamo usando la matematica computazionale per capire cosa ci aspetteremmo come risultati per mappe imparziali, e quindi possiamo confrontare con una mappa particolare, dice Mattingly.

Entro metà settembre annunceranno le loro scoperte e sperano che i legislatori statali prestino attenzione ai guardrail. Una volta che le nuove mappe distrettuali saranno proposte più avanti in autunno, analizzeranno i risultati e si impegneranno con le conversazioni pubbliche e politiche che ne conseguiranno e, se si sospetta nuovamente che le mappe siano gerrymander, ci saranno più cause legali, in cui i matematici lo faranno di nuovo svolgere un ruolo centrale.

Non voglio semplicemente convincere qualcuno che qualcosa non va, dice Mattingly. Voglio dare loro un microscopio in modo che possano guardare una mappa e comprenderne le proprietà e quindi trarre le proprie conclusioni.

Jonathan Mattingly è un matematico applicato alla Duke University.

FOTO DI CORTESIA

Quando Mattingly ha testimoniato nel 2017 e nel 2019, analizzando due successive iterazioni delle mappe distrettuali della Carolina del Nord, la corte ha convenuto che le mappe in questione erano gerrymander eccessivamente partigiani, discriminando i democratici. Wes Pegden, un matematico della Carnegie Mellon University, ha testimoniato usando un metodo simile in un caso della Pennsylvania; la corte ha convenuto che la mappa in questione discriminava i repubblicani.

I tribunali hanno lottato a lungo su come misurare il gerrymandering partigiano, afferma Li. Ma poi sembrava esserci una svolta, quando tribunale dopo tribunale ha cancellato le mappe utilizzando alcuni di questi nuovi strumenti.

Quando il caso della Carolina del Nord è arrivato alla Corte Suprema degli Stati Uniti nel 2019 (insieme a un caso del Maryland), il matematico e genetista Eric Lander, professore ad Harvard e al MIT che ora è il massimo consulente scientifico del presidente Biden, ha osservato in un breve che la tecnologia informatica ha raggiunto con il problema che ha generato. Ha ritenuto che lo standard estremo e anomalo - un test che chiede semplicemente: quale frazione dei piani di riorganizzazione sono meno estremi del piano proposto? - una domanda matematica semplice e quantitativa per la quale esiste un Giusto Rispondere.

La maggioranza dei giudici concluso diversamente .

I cinque giudici della Corte Suprema sono gli unici che sembravano avere difficoltà a vedere come funzionavano la matematica e i modelli, dice Li. Lo stato e altri tribunali federali sono riusciti ad applicarlo: questo non era al di là della capacità intellettuale dei tribunali di gestire, non più di quanto lo siano un complesso caso di discriminazione sessuale o un complesso caso di frode su titoli. Ma cinque giudici della Corte Suprema hanno detto: 'Questo è troppo difficile per noi'.

Dissero anche: 'Questo non spetta a noi risolvere, questo è compito degli stati da risolvere; questo è che il Congresso risolva ; non spetta a noi aggiustarlo', dice Li.

Importerà?

Secondo Daley, la decisione della Corte Suprema dà ai legislatori statali il via libera e nessun limite di velocità quando si tratta del tipo di gerrymander partigiano che possono emanare durante la creazione di mappe alla fine di questo mese. Allo stesso tempo, dice, la tecnologia è migliorata a tal punto che ora possiamo usarla per vedere attraverso i gerrymander basati sulla tecnologia creati dai legislatori.

Le recenti modifiche al software Maptitude for Redistricting mirano anche a proteggersi dal gerrymandering. L'ultima versione, rilasciata agli utenti alla fine di luglio, include il metodo dell'insieme, oltre a metriche che misurano il fracking (la frazionamento delle unità geografiche come le contee) e la contiguità del viaggio (il viaggio dovrebbe essere possibile da un luogo all'altro in un distretto senza lasciare il distretto). E c'è un nuovo prodotto chiamato Ridistrettualizzazione online di Maptitude che permette al pubblico di vedere e valutare i piani e proporre i propri.

In passato è stato molto difficile per le persone reagire, dice Li. Ma ora le persone possono prendere una mappa e collegarla a un computer: in pochi minuti, utilizzando tutti i tipi di metriche, il computer emette una valutazione se la mappa è buona o cattiva.

Democratizzare la tecnologia, mettendo gli strumenti di calcolo nelle mani dei cittadini, potrebbe offrire la più grande opportunità per contrastare la minaccia del gerrymandering.

La domanda a cui dobbiamo rispondere è: quanto importerà? dice Daley. Nel mondo reale della politica, quanto importerà? E penso che la risposta sia: è complicato.

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