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

Translator: Maziar Jamshidi Reviewer: Farnaz Saghafi

How do schools of fish swim in harmony?

چطور یک دسته ماهی با هماهنگی شنا می کنند؟

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

و چگونه سلول های کوچک مغز شما موجب افکار پیچیده،

memories,

خاطرات،

and consciousness that are you?

و هوشیاری ای می شوند که شما هستید؟

Oddly enough, those questions have the same general answer:

شگفت اینکه، این سوال ها پاسخ کلی یکسانی دارند:

emergence,

ظهوریافتگی،

or the spontaneous creation of sophisticated behaviors and functions

یا ایجاد خودبخودی رفتارها و عملکردهای پیچیده

from large groups of simple elements.

از سوی گروه بزرگی از اجزای ساده.

Like many animals, fish stick together in groups,

مانند خیلی از جانوران، ماهی ها بصورت گروهی با هم هستند،

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

ولی نه بخاطر اینکه خیلی ساده از با هم بودن لذت می برند.

It's a matter of survival.

بلکه مسئله سر بقا است.

Schools of fish exhibit complex swarming behaviors

دسته های ماهی رفتار گروهی پیچیده ای را از خود نشان می دهند

that help them evade hungry predators,

که به آنها کمک می کند تا از شکارچیان گرسنه فرار کنند،

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

حال آنکه یک ماهی تنها بعنوان یک طعمه راحت، بسرعت به دام می افتد.

So which brilliant fish leader is the one in charge?

خُب، پس اون ماهی راهنمای زیرک کدامست که مسئول است؟

Actually, no one is,

در واقع، هیچ کس نیست،

and everyone is.

و همه هستند.

So what does that mean?

خُب این یعنی چی؟

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

درحالیکه یک دسته ماهی بطور موزون در حال پیچیدن، دور زدن و گریز از کوسه ها هستند

in what looks like deliberate coordination,

که بنظر یک نظم حساب شده می آید،

each individual fish is actually just following two basic rules

هر تک ماهی در واقع، فقط در حال دنبال کردن دو قانون پایه ای است

that have nothing to do with the shark:

که هیچ ربطی به کوسه ندارد:

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

یک، نزدیک همسایه ات بمون، ولی نه خیلی نزدیک،

and two, keep swimmming.

و دو، به شنا کردن ادامه بده.

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

بطور فردی، ماهی ها متمرکز بر فروع این تعامل های محلی هستند،

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

اما اگر بتعداد کافی ماهی به دسته ملحق شود، یک اتفاق شگفت انگیز می افتد.

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

حرکت یک ماهی تحت الشعاع یک هویت تازه قرار می گیرد:

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

دسته ماهی، که مجموعه رفتار مختص بخود را دارد.

The school isn't controlled by any single fish.

دسته توسط یک تک ماهی کنترل نمی شود.

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

بسادگی پدیدار می شود، اگر بتعداد کافی ماهی داشته باشید که دستورهای محلی درست را دنبال کنند.

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

مانند یک اتقاق تصادفی می ماند که بارها و بارها تکرار شود،

allowing fish all across the ocean to reliably avoid predation.

که به ماهی ها در سراسر اقیانوس امکان می دهد که از شکارچی دوری کنند.

And it's not just fish.

و این فقط برای ماهی ها نیست.

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

ظهوریافتگی ویژگی پایه خیلی از سیستم های پیچیده با اجزای در تعامل است.

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

مثلا، نحوه ی خاصی که میلیون ها دانه شن

collide and tumble over each other

بهم برخورد و روی هم می لغزند

almost always produces the same basic pattern of ripples.

و تقریبا همیشه یک الگوی موج یکسان می سازند.

And when moisture freezes in the atmosphere,

و وقتیکه رطوبت در جو منجمد می شود،

the specific binding properties of water molecules

خاصیت پیوند ویژه بین مولکول های آب

reliably produce radiating lattices that form into beautiful snowflakes.

لایه های گسترده ای را می سازند که به دانه های زیبای برف در می آیند.

What makes emergence so complex

چیزی که ظهوریافتگی را چنین پیچیده می کند

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

این است که صرفا با تجزیه کردنش نمی توانید آن را درک کنید،

like the engine of a car.

مثلا مانند موتور ماشین.

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

جدا کردن چیزها به اجزاشان اولین قدم خوب برای فهمیدن سیستم های پیچیده است.

But if you reduce a school of fish to individuals,

ولی اگر یک دسته ماهی را به اجزایش کاهش دهید،

it loses the ability to evade predators,

قابلیت فرار از صیادان را از دست می دهد،

and there's nothing left to study.

و چیزی برای مطالعه باقی نمی ماند.

And if you reduce the brain to individual neurons,

و اگز مغز را به نورون های منفرد کاهش دهید،

you're left with something that is notoriously unreliable,

تنها چیزی که برایتان می ماند بطور مشهودی غیر قابل اعتماد است،

and nothing like how we think and behave,

و اصلا شبیه گونه ای که ما فکر و رفتار می کنیم نیست،

at least most of the time.

لااقل بیشتر اوقات.

Regardless, whatever you're thinking about right now

بهر حال، بهر چیزی که الان به آن فکر می کنید

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

متکی به یک تک نورون که در گوشه مغزتان جا گرفته، نیست.

Rather, the mind emerges from the collective activities

بلکه، پیدایش ذهن ازمجموع فعالیت های

of many, many neurons.

تعداد بسیار بسیار زیاد نورون هاست.

There are billions of neurons in the human brain,

میلیاردها نورون در مغز انسان وجود دارد،

and trillions of connections between all those neurons.

و تریلیون ها ارتباط مابین این نورون هاست.

When you turn such a complicated system like that on,

وقتیکه شما همچنین سیستم بغرنجی را روشن می کنید،

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

می تواند به هزار جور عجیب رفتار کند، ولی نمی کند!

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

نورون های مغزمان قوانین ساده ای را پیروی می کنند، درست مانند ماهی ها،

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

بگونه ای که بعنوان یک گروه، فعالیت هایشان بصورت الگوهای قابل اتکا سازمان می یابد

that let you do things like recognize faces,

که به شما اجازه می دهد که کارهایی را انجام دهید، مانند تشخیص صورت،

successfully repeat the same task over and over again,

تکرار موفق یک وظیفه بارها و بارها،

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

و حفظ کردن همه ی اون عادت های خنده داری که همه درباره شما دوست دارند.

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

پس وقتی به مغز می پردازیم، این قوانین ساده چیست؟

The basic function of each neuron in the brain

عملکرد اصلی هر نورون در مغز

is to either excite or inhibit other neurons.

این است که نورن های دیگر را یا تحریک کند و یا باز دارد.

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

اگز شما چند تا نورون را به همدیگر بصورت یک مدار ساده متصل کنید،

you can generate rhythmic patterns of activity,

اینها را می توانید تولید کنید، الگوهای رفتاری ریتمیک

feedback loops that ramp up or shut down a signal,

حلقه های بازخوری که یک سیگنال را تقویت یا خاموش می کنند،

coincidence detectors,

شناسنده های انطباقی،

and disinhibition,

و مهار گسیختگی،

where two inhibitory neurons can actually activate another neuron

وقتیکه دو نورن بازدارنده می توانند عملا یک نورن دیگر را فعال کنند

by removing inhibitory brakes.

با برداشتن ترمز های بازدارنده.

As more and more neurons are connected,

هر چه که نورون های بیشتری به هم متصل می شوند،

increasingly complex patterns of activity emerge from the network.

از این شبکه، الگوهای پیچیده فزاینده ای بروز می کند.

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

طولی نمی کشد که نورن های زیادی به راه های متفاوت در یک آن با هم تعامل می کنند

that the system becomes chaotic.

که سیستم به هرج و مرج بدل می شود.

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

خط سیر فعالیت این شبکه بسادگی قابل توضیح نیست

by the simple local circuits described earlier.

بوسیله مدار محلی ساده ای که پیشتر توصیف شد.

And yet, from this chaos, patterns can emerge,

و هنوز، از این هرج و مرج، الگو ها می توانند ظهور کنند،

and then emerge again and again in a reproducible manner.

و سپس دوباره و دوباره به طرز قابل تکراری ظهور یابند.

At some point, these emergent patterns of activity

در بعضی اوقات، این الگوهای رفتاری فعالیت های نوظهور

become sufficiently complex,

به اندازه کافی پیچیده و غیرعادی

and curious to begin studying their own biological origins,

می شوند که شروع به مطالعه ی منشا زیستی خودشان می کنند،

not to mention emergence.

چه برسد به ظهوریافتگی.

And what we found in emergent phenomena at vastly different scales

و چیزی که ما در پدیده ظهوریافتگی در مقیاسهای کاملا متفاوت می یابیم

is that same remarkable characteristic as the fish displayed:

همان خصیصه جالب توجه ایست که ماهی ها نشان می دهند:

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

که ظهوریافتگی به کسی یا چیزی نیار ندارد که کنترل را بدست گیرد.

If the right rules are in place,

اگر قوانین درست بجا باشند،

and some basic conditions are met,

وبعضی شرایط اولیه مهیا باشد،

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

یک سیستم پیچیده بارها و بارها دچار همان عادت های یکسان می شود،

turning chaos into order.

که هرج و مرج را به نظم بدل می کند.

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

این درمورد بی نظمی مولکولی صادق است که امکان می دهد سلول هایتان عمل کند،

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

انبوه درهم تنیده نورون ها که افکار و هویت شما را می سازد،

your network of friends and family,

شبکه دوستان و خانواده تان،

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

تا برسد به ساختار و اقتصاد شهرهایمان در سرتاسر سیاره.