How do schools of fish swim in harmony? - Nathan S. Jacobs

المترجم: Hani Eldalees المدقّق: Hussain Laghabi

How do schools of fish swim in harmony?

كيف تسبح أسراب الأسماك في تناغم؟

And how do the tiny cells in your brain give rise to the complex thoughts,

وكيف تقدر الخلايا الصغيرة في الدماغ أن تكون أفكارًا مركبة

memories,

و ذكريات،

and consciousness that are you?

وإدراكًا ذاتيًا هو الذي يميزك؟

Oddly enough, those questions have the same general answer:

الغريب أن جميع تلك الأسئلة لها إجابة عامة مشتركة:

emergence,

البزوغ أو الانبثاق

or the spontaneous creation of sophisticated behaviors and functions

أو النشوء العفوي للسلوكيات والوظائف المتقدمة

from large groups of simple elements.

من مجموعة كبيرة من العناصر البسيطة.

Like many animals, fish stick together in groups,

كالكثير من الحيوانات، فإن الأسماك تبقى مع بعضها في مجموعات

but that's not just because they enjoy each other's company.

ولكن السبب ليس هو استمتاعها بصحبة بعضها البعض.

It's a matter of survival.

ولكنها مسألة وجود.

Schools of fish exhibit complex swarming behaviors

تبدي أسراب الأسماك سلوكًا جماعيًا معقدًا

that help them evade hungry predators,

يساعدها على تفادي الأسماك المفترسة الجائعة

while a lone fish is quickly singled out as easy prey.

بينما يتم تمييز السمكة الوحيدة كفريسة سهلة.

So which brilliant fish leader is the one in charge?

إذا من تلك السمكة المميزة التي تتولى القيادة؟

Actually, no one is,

الحقيقة هي أنه لا توجد سمكة مميزة

and everyone is.

فالجميع هم مميزون.

So what does that mean?

ماذا يعني هذا؟

While the school of fish is elegantly twisting, turning, and dodging sharks

بالرغم من أن أسراب الأسماك تتلوى وتغير اتجاهها وتتجنب أسماك القرش

in what looks like deliberate coordination,

بحيث تبدو كأنها في تنسيق متعمد

each individual fish is actually just following two basic rules

إلا أن كل سمكة وحيدة تتبع قاعدتين أساسيتين

that have nothing to do with the shark:

وهما لا تتعلقان بأسماك القرش إطلاقا:

one, stay close, but not too close to your neighbor,

الأولى، ابقي قريبا، ولكن ليس قريبا جدا من السمكة الأخرى

and two, keep swimmming.

والثانية هي متابعة السباحة.

As individuals, the fish are focused on the minutiae of these local interactions,

تركز الأسماك كل على حدة على تفاصيل تلك التفاعلات الخاصة بها

but if enough fish join the group, something remarkable happens.

ولكن في حال انضمام أعداد كافة للسرب، يحدث شيء رائع.

The movement of individual fish is eclipsed by an entirely new entity:

أصبحت الأولوية ليست لحركة الأسماك منفردة، ولكن لكيان جديد كليا

the school, which has its own unique set of behaviors.

وهو سرب الأسماك، والذي يتمتع بمجموعة فريدة من السلوكيات.

The school isn't controlled by any single fish.

لا يتم التحكم بالسرب من قبل سمكة معينة.

It simply emerges if you have enough fish following the right set of local rules.

ولكنها تنتج عن وجود أعداد من الأسماك تتبع القواعد الخاصة بكل منها.

It's like an accident that happens over and over again,

وهي تشابه حدوث حادث معين مرة تلو الأخرى

allowing fish all across the ocean to reliably avoid predation.

وهو ما يتيح للأسماك في جميع المحيطات تجنب الافتراس بكفاءة.

And it's not just fish.

وهذا الأمر لا يقتصر على الأسماك.

Emergence is a basic property of many complex systems of interacting elements.

فالبزوغ هو خاصية أساسية للعديد من الأنظمة المعقدة لعناصر متفاعله مع بعضها البعض.

For example, the specific way in which millions of grains of sand

مثلا الطريقة الفريدة للملاين من حبات الرمال

collide and tumble over each other

التي تتصادم وتسقط فوق بعضها البعض

almost always produces the same basic pattern of ripples.

فهي تنتج تقريبا وعلى الدوام ذات النمط الأساسي من التموجات.

And when moisture freezes in the atmosphere,

وعندما تتجمد الرطوبة في الهواء

the specific binding properties of water molecules

فالخصائص المحددة للالتحام في جزيئات الماء

reliably produce radiating lattices that form into beautiful snowflakes.

تنتج تلك الشبكات المشعة التي تتجمع لتكوين الرقاقات الثلجية الجميلة.

What makes emergence so complex

وما يجعل البزوغ أمراً معقدأً

is that you can't understand it by simply taking it apart,

هو أنه لا يمكن فهم الأمر بتحليل أجزاء معينه منه

like the engine of a car.

كما يمكن أن تفعل بمحرك السيارة.

Taking things apart is a good first step to understanding a complex system.

تحليل أمر ما لأجزاء لدراسة كل جزء على حدىة هو أمر جيد كخطوة أولى لفهم نظام معقد

But if you reduce a school of fish to individuals,

ولكن إذا أخذت سمكة واحدة فقط من سرب أسماك لدراستها،

it loses the ability to evade predators,

فستفقد تلك السمكة القدرة على الهروب من المفترسين،

and there's nothing left to study.

ولن يبقى هناك شيء لتتم دراسته.

And if you reduce the brain to individual neurons,

وإذا اقتصرت دراسة الدماغ على خلايا عصبية مفردة

you're left with something that is notoriously unreliable,

فسينتهي بك الأمر ومعك شيء لا يمكن دراسته بشكل واقعي

and nothing like how we think and behave,

حيث لن يمثلنا بطريقة التفكير والتصرف

at least most of the time.

في أغلب الأوقات على الأقل.

Regardless, whatever you're thinking about right now

وبغض النظر، فإن ما تفكر به الآن

isn't reliant on a single neuron lodged in the corner of your brain.

ليس مبنياً على خلية عصبية واحدة توجد في إحدى زوايا دماغك.

Rather, the mind emerges from the collective activities

بل بالأحرى أن الذهن يبرز من نشاط مشترك

of many, many neurons.

من أعداد كثيرة جداً من الخلايا العصبية.

There are billions of neurons in the human brain,

توجد البلايين من الخلايا العصبية في الدماغ،

and trillions of connections between all those neurons.

والترليونات من الروابط بين تلك الخلايا العصبية.

When you turn such a complicated system like that on,

عندما تقوم بتشغيل نظام بهذا التعقيد

it could behave in all sorts of weird ways, but it doesn't.

فمن الممكن أن يتصرف بعدة طرق غريبة، ولكنه لا يفعل ذلك.

The neurons in our brain follow simple rules, just like the fish,

تتبع الخلايا العصبية في أدمغتنا قواعد بسيطة، كالأسماك

so that as a group, their activity self-organizes into reliable patterns

ولذلك نشاط تلك الخلايا كمجموعة منظمة ذاتيا ينتج عنه أنماط بشكل منتظم

that let you do things like recognize faces,

تتيح لك أن تقوم بأمور معينة كأن تتعرف على الوجوه

successfully repeat the same task over and over again,

و أن تكرر تنفيذ أمر ما مرة تلو الأخرى بنجاح

and keep all those silly little habits that everyone likes about you.

وأن تحافظ على عاداتك البسيطة التي تجعل من حولك يحبونك.

So, what are the simple rules when it comes to the brain?

فما هي تلك القواعد البسيطة عندما يتعلق الأمر بالدماغ؟

The basic function of each neuron in the brain

المهمة الأساسية لكل خلية عصبية في الدماغ

is to either excite or inhibit other neurons.

هي تنشيط أو تثبيط الخلايا العصبية الأخرى.

If you connect a few neurons together into a simple circuit,

لو أنك أوصلت بعض الخلايا العصبية في دائرة بسيطة

you can generate rhythmic patterns of activity,

فيمكنك أن تنتج أنماطًا متكررة لنشاط ما

feedback loops that ramp up or shut down a signal,

أو دائرة خاصة بردات الفعل تعمل على تقوية أو إلغاء إشارة ما

coincidence detectors,

ككاشفات وقوع المصادفات

and disinhibition,

و إزالة التثبيط،

where two inhibitory neurons can actually activate another neuron

حيث يمكن لخليتين مثبطتين أن تنشط خلية أخرى

by removing inhibitory brakes.

بإزالة حواجز التثبيط منها.

As more and more neurons are connected,

وكلما زادت أعداد الخلايا العصبية المتصلة بشبكة واحدة

increasingly complex patterns of activity emerge from the network.

كلما زاد تعقيد أنماط الأنشطة التي تنتج عن تلك الشبكة

Soon, so many neurons are interacting in so many different ways at once

وبسرعة، ستوجد العديد من الخلايا العصبية التي تتفاعل بطرق مختلفة في نفس الوقت

that the system becomes chaotic.

وبالتالي يصاب النظام بالفوضى.

The trajectory of the network's activity cannot be easily explained

إتجاه نشاط تلك الشبكة من الخلايا لا يمكن تفسيره بسهولة

by the simple local circuits described earlier.

من خلال الدوائر البسيطة التي تم استعراضها سابقا.

And yet, from this chaos, patterns can emerge,

ومع ذلك، يمكن ملاحظة أنماط متكررة يمكن استخلاصها من تلك الفوضى

and then emerge again and again in a reproducible manner.

تلك الأنماط قابلة لأن تتكرر مرات عدة ويمكن أن تعاد وقت الحاجة لها.

At some point, these emergent patterns of activity

وفي نقطة معينة، تصل تلك الأنماط الخاصة بنشاط ما

become sufficiently complex,

لمرحلة من النضج والتعقيد

and curious to begin studying their own biological origins,

ليتكون لديها الفضول لكي تدرس أصولها الذاتية البيولوجية

not to mention emergence.

ناهيك عن تسائلها عن البزوغ والنشوء.

And what we found in emergent phenomena at vastly different scales

وما وجدنا في ظاهرة البزوغ على مستويات مختلفة فيما بينها

is that same remarkable characteristic as the fish displayed:

هي ذات الخاصية المميزة التي أظهرتها الأسماك:

That emergence doesn't require someone or something to be in charge.

وهي أن البزوغ لا يشترط وجود شخص أو شيئ يتولى القيادة.

If the right rules are in place,

ففي حال وجود القواعد في مكانها،

and some basic conditions are met,

وتم استيفاء بعض الشروط الأساسية،

a complex system will fall into the same habits over and over again,

فسيقوم النظام المعقد باتباع عادة معينة مرة تلو الأخرى

turning chaos into order.

محولا الفوضى إلى نظام.

That's true in the molecular pandemonium that lets your cells function,

هذا ينطبق على الفوضى على مستوى الخلية والتي تجعل خلايا جسمك تعمل،

the tangled thicket of neurons that produces your thoughts and identity,

والغابة المتشابكة من الخلايا العصبية تنتج أفكارك وهويتك،

your network of friends and family,

و شبكة الأصدقاء والعائلة

all the way up to the structures and economies of our cities across the planet.

وحتى مستوى أكبر كالاقتصاديات في المدن المنتشرة على وجه المعمورة.