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

687,263 views ・ 2016-03-31

TED-Ed


لطفا برای پخش فیلم روی زیرنویس انگلیسی زیر دوبار کلیک کنید.

Translator: Maziar Jamshidi Reviewer: Farnaz Saghafi
00:07
How do schools of fish swim in harmony?
0
7596
4249
چطور یک دسته ماهی با هماهنگی شنا می کنند؟
00:11
And how do the tiny cells in your brain give rise to the complex thoughts,
1
11845
4564
و چگونه سلول های کوچک مغز شما موجب افکار پیچیده،
00:16
memories,
2
16409
1061
خاطرات،
00:17
and consciousness that are you?
3
17470
2907
و هوشیاری ای می شوند که شما هستید؟
00:20
Oddly enough, those questions have the same general answer:
4
20377
3629
شگفت اینکه، این سوال ها پاسخ کلی یکسانی دارند:
00:24
emergence,
5
24006
1475
ظهوریافتگی،
00:25
or the spontaneous creation of sophisticated behaviors and functions
6
25481
4289
یا ایجاد خودبخودی رفتارها و عملکردهای پیچیده
00:29
from large groups of simple elements.
7
29770
4172
از سوی گروه بزرگی از اجزای ساده.
00:33
Like many animals, fish stick together in groups,
8
33942
3102
مانند خیلی از جانوران، ماهی ها بصورت گروهی با هم هستند،
00:37
but that's not just because they enjoy each other's company.
9
37044
2958
ولی نه بخاطر اینکه خیلی ساده از با هم بودن لذت می برند.
00:40
It's a matter of survival.
10
40002
2290
بلکه مسئله سر بقا است.
00:42
Schools of fish exhibit complex swarming behaviors
11
42292
3277
دسته های ماهی رفتار گروهی پیچیده ای را از خود نشان می دهند
00:45
that help them evade hungry predators,
12
45569
2639
که به آنها کمک می کند تا از شکارچیان گرسنه فرار کنند،
00:48
while a lone fish is quickly singled out as easy prey.
13
48208
5471
حال آنکه یک ماهی تنها بعنوان یک طعمه راحت، بسرعت به دام می افتد.
00:53
So which brilliant fish leader is the one in charge?
14
53679
3483
خُب، پس اون ماهی راهنمای زیرک کدامست که مسئول است؟
00:57
Actually, no one is,
15
57162
1960
در واقع، هیچ کس نیست،
00:59
and everyone is.
16
59122
2121
و همه هستند.
01:01
So what does that mean?
17
61243
1520
خُب این یعنی چی؟
01:02
While the school of fish is elegantly twisting, turning, and dodging sharks
18
62763
4567
درحالیکه یک دسته ماهی بطور موزون در حال پیچیدن، دور زدن و گریز از کوسه ها هستند
01:07
in what looks like deliberate coordination,
19
67330
2415
که بنظر یک نظم حساب شده می آید،
01:09
each individual fish is actually just following two basic rules
20
69745
5054
هر تک ماهی در واقع، فقط در حال دنبال کردن دو قانون پایه ای است
01:14
that have nothing to do with the shark:
21
74799
2443
که هیچ ربطی به کوسه ندارد:
01:17
one, stay close, but not too close to your neighbor,
22
77242
3996
یک، نزدیک همسایه ات بمون، ولی نه خیلی نزدیک،
01:21
and two, keep swimmming.
23
81238
3222
و دو، به شنا کردن ادامه بده.
01:24
As individuals, the fish are focused on the minutiae of these local interactions,
24
84460
5594
بطور فردی، ماهی ها متمرکز بر فروع این تعامل های محلی هستند،
01:30
but if enough fish join the group, something remarkable happens.
25
90054
4321
اما اگر بتعداد کافی ماهی به دسته ملحق شود، یک اتفاق شگفت انگیز می افتد.
01:34
The movement of individual fish is eclipsed by an entirely new entity:
26
94375
5533
حرکت یک ماهی تحت الشعاع یک هویت تازه قرار می گیرد:
01:39
the school, which has its own unique set of behaviors.
27
99908
3997
دسته ماهی، که مجموعه رفتار مختص بخود را دارد.
01:43
The school isn't controlled by any single fish.
28
103905
2956
دسته توسط یک تک ماهی کنترل نمی شود.
01:46
It simply emerges if you have enough fish following the right set of local rules.
29
106861
6761
بسادگی پدیدار می شود، اگر بتعداد کافی ماهی داشته باشید که دستورهای محلی درست را دنبال کنند.
01:53
It's like an accident that happens over and over again,
30
113622
3214
مانند یک اتقاق تصادفی می ماند که بارها و بارها تکرار شود،
01:56
allowing fish all across the ocean to reliably avoid predation.
31
116836
5159
که به ماهی ها در سراسر اقیانوس امکان می دهد که از شکارچی دوری کنند.
02:01
And it's not just fish.
32
121995
1634
و این فقط برای ماهی ها نیست.
02:03
Emergence is a basic property of many complex systems of interacting elements.
33
123629
5793
ظهوریافتگی ویژگی پایه خیلی از سیستم های پیچیده با اجزای در تعامل است.
02:09
For example, the specific way in which millions of grains of sand
34
129422
4667
مثلا، نحوه ی خاصی که میلیون ها دانه شن
02:14
collide and tumble over each other
35
134089
2579
بهم برخورد و روی هم می لغزند
02:16
almost always produces the same basic pattern of ripples.
36
136668
5246
و تقریبا همیشه یک الگوی موج یکسان می سازند.
02:21
And when moisture freezes in the atmosphere,
37
141914
2253
و وقتیکه رطوبت در جو منجمد می شود،
02:24
the specific binding properties of water molecules
38
144167
3251
خاصیت پیوند ویژه بین مولکول های آب
02:27
reliably produce radiating lattices that form into beautiful snowflakes.
39
147418
6467
لایه های گسترده ای را می سازند که به دانه های زیبای برف در می آیند.
02:33
What makes emergence so complex
40
153885
2128
چیزی که ظهوریافتگی را چنین پیچیده می کند
02:36
is that you can't understand it by simply taking it apart,
41
156013
3410
این است که صرفا با تجزیه کردنش نمی توانید آن را درک کنید،
02:39
like the engine of a car.
42
159423
2163
مثلا مانند موتور ماشین.
02:41
Taking things apart is a good first step to understanding a complex system.
43
161586
4536
جدا کردن چیزها به اجزاشان اولین قدم خوب برای فهمیدن سیستم های پیچیده است.
02:46
But if you reduce a school of fish to individuals,
44
166122
2596
ولی اگر یک دسته ماهی را به اجزایش کاهش دهید،
02:48
it loses the ability to evade predators,
45
168718
2709
قابلیت فرار از صیادان را از دست می دهد،
02:51
and there's nothing left to study.
46
171427
2811
و چیزی برای مطالعه باقی نمی ماند.
02:54
And if you reduce the brain to individual neurons,
47
174238
3436
و اگز مغز را به نورون های منفرد کاهش دهید،
02:57
you're left with something that is notoriously unreliable,
48
177674
3317
تنها چیزی که برایتان می ماند بطور مشهودی غیر قابل اعتماد است،
03:00
and nothing like how we think and behave,
49
180991
3215
و اصلا شبیه گونه ای که ما فکر و رفتار می کنیم نیست،
03:04
at least most of the time.
50
184206
1743
لااقل بیشتر اوقات.
03:05
Regardless, whatever you're thinking about right now
51
185949
2995
بهر حال، بهر چیزی که الان به آن فکر می کنید
03:08
isn't reliant on a single neuron lodged in the corner of your brain.
52
188944
4089
متکی به یک تک نورون که در گوشه مغزتان جا گرفته، نیست.
03:13
Rather, the mind emerges from the collective activities
53
193033
4184
بلکه، پیدایش ذهن ازمجموع فعالیت های
03:17
of many, many neurons.
54
197217
4807
تعداد بسیار بسیار زیاد نورون هاست.
03:22
There are billions of neurons in the human brain,
55
202024
3076
میلیاردها نورون در مغز انسان وجود دارد،
03:25
and trillions of connections between all those neurons.
56
205100
3417
و تریلیون ها ارتباط مابین این نورون هاست.
03:28
When you turn such a complicated system like that on,
57
208517
3632
وقتیکه شما همچنین سیستم بغرنجی را روشن می کنید،
03:32
it could behave in all sorts of weird ways, but it doesn't.
58
212149
4155
می تواند به هزار جور عجیب رفتار کند، ولی نمی کند!
03:36
The neurons in our brain follow simple rules, just like the fish,
59
216304
4543
نورون های مغزمان قوانین ساده ای را پیروی می کنند، درست مانند ماهی ها،
03:40
so that as a group, their activity self-organizes into reliable patterns
60
220847
5371
بگونه ای که بعنوان یک گروه، فعالیت هایشان بصورت الگوهای قابل اتکا سازمان می یابد
03:46
that let you do things like recognize faces,
61
226218
2479
که به شما اجازه می دهد که کارهایی را انجام دهید، مانند تشخیص صورت،
03:48
successfully repeat the same task over and over again,
62
228697
3834
تکرار موفق یک وظیفه بارها و بارها،
03:52
and keep all those silly little habits that everyone likes about you.
63
232531
5788
و حفظ کردن همه ی اون عادت های خنده داری که همه درباره شما دوست دارند.
03:58
So, what are the simple rules when it comes to the brain?
64
238319
3577
پس وقتی به مغز می پردازیم، این قوانین ساده چیست؟
04:01
The basic function of each neuron in the brain
65
241896
3345
عملکرد اصلی هر نورون در مغز
04:05
is to either excite or inhibit other neurons.
66
245241
3832
این است که نورن های دیگر را یا تحریک کند و یا باز دارد.
04:09
If you connect a few neurons together into a simple circuit,
67
249073
3122
اگز شما چند تا نورون را به همدیگر بصورت یک مدار ساده متصل کنید،
04:12
you can generate rhythmic patterns of activity,
68
252195
2834
اینها را می توانید تولید کنید، الگوهای رفتاری ریتمیک
04:15
feedback loops that ramp up or shut down a signal,
69
255029
3436
حلقه های بازخوری که یک سیگنال را تقویت یا خاموش می کنند،
04:18
coincidence detectors,
70
258465
1811
شناسنده های انطباقی،
04:20
and disinhibition,
71
260276
2288
و مهار گسیختگی،
04:22
where two inhibitory neurons can actually activate another neuron
72
262564
4313
وقتیکه دو نورن بازدارنده می توانند عملا یک نورن دیگر را فعال کنند
04:26
by removing inhibitory brakes.
73
266877
2603
با برداشتن ترمز های بازدارنده.
04:29
As more and more neurons are connected,
74
269480
2606
هر چه که نورون های بیشتری به هم متصل می شوند،
04:32
increasingly complex patterns of activity emerge from the network.
75
272086
4247
از این شبکه، الگوهای پیچیده فزاینده ای بروز می کند.
04:36
Soon, so many neurons are interacting in so many different ways at once
76
276333
5222
طولی نمی کشد که نورن های زیادی به راه های متفاوت در یک آن با هم تعامل می کنند
04:41
that the system becomes chaotic.
77
281555
2182
که سیستم به هرج و مرج بدل می شود.
04:43
The trajectory of the network's activity cannot be easily explained
78
283737
4617
خط سیر فعالیت این شبکه بسادگی قابل توضیح نیست
04:48
by the simple local circuits described earlier.
79
288354
3302
بوسیله مدار محلی ساده ای که پیشتر توصیف شد.
04:51
And yet, from this chaos, patterns can emerge,
80
291656
2974
و هنوز، از این هرج و مرج، الگو ها می توانند ظهور کنند،
04:54
and then emerge again and again in a reproducible manner.
81
294630
4371
و سپس دوباره و دوباره به طرز قابل تکراری ظهور یابند.
04:59
At some point, these emergent patterns of activity
82
299001
3245
در بعضی اوقات، این الگوهای رفتاری فعالیت های نوظهور
05:02
become sufficiently complex,
83
302246
1963
به اندازه کافی پیچیده و غیرعادی
05:04
and curious to begin studying their own biological origins,
84
304209
4348
می شوند که شروع به مطالعه ی منشا زیستی خودشان می کنند،
05:08
not to mention emergence.
85
308557
2736
چه برسد به ظهوریافتگی.
05:11
And what we found in emergent phenomena at vastly different scales
86
311293
4120
و چیزی که ما در پدیده ظهوریافتگی در مقیاسهای کاملا متفاوت می یابیم
05:15
is that same remarkable characteristic as the fish displayed:
87
315413
3640
همان خصیصه جالب توجه ایست که ماهی ها نشان می دهند:
05:19
That emergence doesn't require someone or something to be in charge.
88
319053
5367
که ظهوریافتگی به کسی یا چیزی نیار ندارد که کنترل را بدست گیرد.
05:24
If the right rules are in place,
89
324420
1810
اگر قوانین درست بجا باشند،
05:26
and some basic conditions are met,
90
326230
2257
وبعضی شرایط اولیه مهیا باشد،
05:28
a complex system will fall into the same habits over and over again,
91
328487
4860
یک سیستم پیچیده بارها و بارها دچار همان عادت های یکسان می شود،
05:33
turning chaos into order.
92
333347
3246
که هرج و مرج را به نظم بدل می کند.
05:36
That's true in the molecular pandemonium that lets your cells function,
93
336593
3318
این درمورد بی نظمی مولکولی صادق است که امکان می دهد سلول هایتان عمل کند،
05:39
the tangled thicket of neurons that produces your thoughts and identity,
94
339911
3571
انبوه درهم تنیده نورون ها که افکار و هویت شما را می سازد،
05:43
your network of friends and family,
95
343482
2637
شبکه دوستان و خانواده تان،
05:46
all the way up to the structures and economies of our cities across the planet.
96
346119
4566
تا برسد به ساختار و اقتصاد شهرهایمان در سرتاسر سیاره.
درباره این وب سایت

این سایت ویدیوهای یوتیوب را به شما معرفی می کند که برای یادگیری زبان انگلیسی مفید هستند. دروس انگلیسی را خواهید دید که توسط معلمان درجه یک از سراسر جهان تدریس می شود. روی زیرنویس انگلیسی نمایش داده شده در هر صفحه ویدیو دوبار کلیک کنید تا ویدیو از آنجا پخش شود. زیرنویس‌ها با پخش ویدیو همگام می‌شوند. اگر نظر یا درخواستی دارید، لطفا با استفاده از این فرم تماس با ما تماس بگیرید.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7