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

Traducteur: gilles damianthe Relecteur: Elisabeth Buffard

How do schools of fish swim in harmony?

Comment les bancs de poissons nagent-ils en harmonie ?

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

Et comment les minuscules cellules de notre cerveau

donnent-elles naissance à ces pensées complexes, ces souvenirs,

memories,

and consciousness that are you?

cette conscience qui vous constituent ?

Oddly enough, those questions have the same general answer:

C'est assez curieux, mais ces questions ont toutes la même réponse :

emergence,

l'émergence,

or the spontaneous creation of sophisticated behaviors and functions

ou la création spontanée de comportements et de fonctions sophistiquées

from large groups of simple elements.

à partir de vastes groupes d'éléments simples.

Like many animals, fish stick together in groups,

Comme beaucoup d'animaux, les poissons évoluent en groupe,

mais pas seulement parce qu'ils apprécient la compagnie des autres.

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

It's a matter of survival.

C'est une question de survie.

Schools of fish exhibit complex swarming behaviors

Les bancs de poissons présentent un comportement d'agrégation complexe,

that help them evade hungry predators,

qui les aident à échapper aux prédateurs affamés,

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

alors qu'un poisson isolé est vite perçu comme une proie facile.

So which brilliant fish leader is the one in charge?

Alors, qui est le brillant chef d'orchestre de cet ensemble ?

Actually, no one is,

En fait, c'est tout le monde

and everyone is.

et personne à la fois.

So what does that mean?

Qu'est-ce que cela veut dire ?

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

Tandis qu'un banc de poissons tourne et vire en motifs élégants,

tout en esquivant les requins,

in what looks like deliberate coordination,

dans ce qui ressemble à une chorégraphie délibéré,

each individual fish is actually just following two basic rules

chaque individu suit en fait deux règles simples

that have nothing to do with the shark:

qui n'ont rien à voir avec les requins :

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

un, rester proche de son voisin, mais pas trop près,

and two, keep swimmming.

et deux, ne jamais s'arrêter de nager.

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

Comme individus, les poissons sont concentrés

sur le respect scrupuleux de ces interactions locales ;

mais, si un nombre suffisant rejoint le groupe,

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

quelque chose de remarquable se produit.

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

Le mouvement d'un individu s'efface

derrière une entité complètement nouvelle :

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

le banc de poissons, qui possède son propre ensemble de comportements.

The school isn't controlled by any single fish.

Le banc n'est pas dirigé par un seul poisson.

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

Il apparait spontanément si vous avez un nombre suffisant de poissons

suivant le bon ensemble de règles locales.

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

C'est comme un accident qui se produit encore et encore,

allowing fish all across the ocean to reliably avoid predation.

permettant aux poissons de tous les océans,

d'éviter la prédation avec succès.

And it's not just fish.

Et cela ne se limite pas aux poissons.

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

L'émergence est une propriété fondamentale

de nombreux systèmes complexes d'éléments en interaction.

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

Par exemple, la façon dont des millions de grains de sable

collide and tumble over each other

s'entrechoquent et dégringolent les uns sur les autres

almost always produces the same basic pattern of ripples.

produit presque toujours le même motif d'ondulations.

And when moisture freezes in the atmosphere,

Et quand l'humidité gèle dans l'atmosphère,

the specific binding properties of water molecules

les propriétés de liaison propres aux molécules d'eau

reliably produce radiating lattices that form into beautiful snowflakes.

produisent immanquablement les segments rayonnants

qui formeront des flocons magnifiques.

What makes emergence so complex

Ce qui rend l'émergence si complexe,

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

c'est que vous ne pouvez pas la comprendre

simplement en la démontant, comme les pièces d'une voiture.

like the engine of a car.

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

Séparer les choses est une bonne approche pour comprendre un système complexe.

Mais si vous réduisez un banc à la somme de ses individus,

But if you reduce a school of fish to individuals,

it loses the ability to evade predators,

il perd la capacité d'échapper à ses prédateurs,

and there's nothing left to study.

et il ne reste plus rien à étudier.

And if you reduce the brain to individual neurons,

Et si vous réduisez le cerveau à un ensemble de neurones,

you're left with something that is notoriously unreliable,

vous vous retrouvez avec quelque chose qui est notoirement insuffisant,

and nothing like how we think and behave,

ne ressemble en rien à notre façon de penser et d'agir,

at least most of the time.

du moins la plupart du temps.

Regardless, whatever you're thinking about right now

Malgré tout, ce que vous pensez en ce moment

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

ne dépend pas d'un seul neurone logé dans un coin de votre cerveau.

Rather, the mind emerges from the collective activities

La pensée émerge plutôt des activités collectives

of many, many neurons.

de nombreux, très nombreux neurones.

There are billions of neurons in the human brain,

Il y a des milliards de neurones dans le cerveau humain,

and trillions of connections between all those neurons.

et des trillions de connexions entre tous ces neurones.

When you turn such a complicated system like that on,

Lorsque vous mettez un système si complexe en route,

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

il pourrait se comporter de toutes sortes de manières étranges,

mais il ne le fait pas.

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

Comme les poissons, les neurones suivent des règles simples ;

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

en tant que groupe, leurs activités s'auto-organisent en motifs fiables

that let you do things like recognize faces,

qui vous permettent de faire des choses comme reconnaitre des visages,

successfully repeat the same task over and over again,

répéter la même tâche avec succès encore et encore,

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

et de garder toutes ces petites habitudes stupides qui font votre charme.

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

Alors, quelles sont ces règles simples en ce qui concerne le cerveau ?

The basic function of each neuron in the brain

La fonction de base de chaque neurone dans le cerveau

is to either excite or inhibit other neurons.

est soit d'exciter soit d'inhiber d'autres neurones.

Si vous connectez ensemble quelques neurones dans un circuit simple,

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

you can generate rhythmic patterns of activity,

vous pouvez générer des motifs rythmiques d'activité,

feedback loops that ramp up or shut down a signal,

des boucles de rétroaction qui accélèrent ou arrêtent un signal,

coincidence detectors,

des détecteurs de coïncidence,

and disinhibition,

et la désinhibition,

where two inhibitory neurons can actually activate another neuron

où deux neurones inhibiteurs peuvent effectivement activer un autre neurone

by removing inhibitory brakes.

en supprimant les freins inhibiteurs.

As more and more neurons are connected,

Lorsque le nombre de neurones connectés augmente,

increasingly complex patterns of activity emerge from the network.

des modèles de plus en plus complexes d'activité naissent du réseau.

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

Très vite, tant de neurones sont en interaction

de tant de façons différentes à la fois, que le système devient chaotique.

that the system becomes chaotic.

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

La trajectoire de l'activité du réseau ne peut pas être facilement expliquée

by the simple local circuits described earlier.

par les circuits locaux simples décrits plus haut.

And yet, from this chaos, patterns can emerge,

Et pourtant, de ce chaos, des motifs peuvent émerger,

and then emerge again and again in a reproducible manner.

puis apparaitre encore et encore d'une manière reproductible.

At some point, these emergent patterns of activity

Il arrive un moment où ces motifs d'activité

become sufficiently complex,

deviennent suffisamment complexe,

and curious to begin studying their own biological origins,

et curieux pour commencer à étudier leurs propres origines biologiques,

not to mention emergence.

sans parler de l'émergence !

And what we found in emergent phenomena at vastly different scales

Et ce que nous avons trouvé dans le concept d'émergence,

à des échelles très différentes,

is that same remarkable characteristic as the fish displayed:

est la même caractéristique remarquable exhibée par le poisson :

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

l'émergence ne nécessite pas que quelqu'un ou quelque chose dirige.

If the right rules are in place,

Si les bonnes règles sont en place,

and some basic conditions are met,

et certaines conditions de base sont remplies,

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

un système complexe va tomber dans les mêmes habitudes encore et encore,

turning chaos into order.

transformer le chaos en ordre.

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

C'est vrai dans le pandémonium moléculaire qui permet à vos cellules de fonctionner,

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

les fourrés enchevêtrés de neurones qui produisent vos pensées,

your network of friends and family,

votre identité, votre réseau familial et amical,

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

jusqu'aux structures et économies de nos villes à travers la planète.