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

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TED-Ed


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Traduttore: caterina minasso Revisore: Maria Grazia Giuffrida
00:07
How do schools of fish swim in harmony?
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7596
4249
Come fanno i banchi di pesci a nuotare in armonia?
00:11
And how do the tiny cells in your brain give rise to the complex thoughts,
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11845
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Come fanno le cellule del nostro cervello a dar vita a quei pensieri complessi,
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memories,
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16409
1061
quei ricordi,
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and consciousness that are you?
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17470
2907
quella coscienza, che di fatto siamo noi?
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Oddly enough, those questions have the same general answer:
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3629
Straordinariamente, queste domande hanno la stessa risposta, in generale:
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emergence,
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proprietà emergente,
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or the spontaneous creation of sophisticated behaviors and functions
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o creazione spontanea di comportamenti e funzioni sofisticate
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from large groups of simple elements.
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29770
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da grandi gruppi di elementi semplici.
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Like many animals, fish stick together in groups,
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3102
Come molti animali, i pesci si raggruppano tra loro,
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but that's not just because they enjoy each other's company.
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37044
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non solo per il piacere di stare insieme
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It's a matter of survival.
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40002
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ma per una questione di sopravvivenza.
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Schools of fish exhibit complex swarming behaviors
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3277
I banchi di pesci mostrano comportamenti complessi da sciame
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that help them evade hungry predators,
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2639
che li aiutano a evitare i predatori affamati,
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while a lone fish is quickly singled out as easy prey.
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mentre un pesce solitario è individuato come preda facile.
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So which brilliant fish leader is the one in charge?
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Allora, quale pesce intelligente è il capo di tutti gli altri?
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Actually, no one is,
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In realtà, non lo è nessuno,
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and everyone is.
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e lo sono tutti.
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So what does that mean?
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E questo cosa significa?
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While the school of fish is elegantly twisting, turning, and dodging sharks
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Mentre il banco di pesci ruota, gira e schiva gli squali con eleganza
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in what looks like deliberate coordination,
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in un movimento volontario e coordinato,
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each individual fish is actually just following two basic rules
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ogni pesce sta solo seguendo due semplici regole
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that have nothing to do with the shark:
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che non hanno nulla a che vedere con lo squalo:
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one, stay close, but not too close to your neighbor,
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3996
primo, stai vicino, ma non troppo, al pesce accanto a te
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and two, keep swimmming.
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e secondo, continua a nuotare.
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As individuals, the fish are focused on the minutiae of these local interactions,
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84460
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Ogni singolo pesce si concentra su queste minuscole interazioni locali
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but if enough fish join the group, something remarkable happens.
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90054
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ma se si uniscono abbastanza pesci, succede qualcosa di interessante.
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The movement of individual fish is eclipsed by an entirely new entity:
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Il movimento del singolo pesce si confonde in un'entità nuova:
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the school, which has its own unique set of behaviors.
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3997
il banco, che ha il suo personale assetto di comportamenti.
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The school isn't controlled by any single fish.
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Il banco non è controllato da un singolo pesce.
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It simply emerges if you have enough fish following the right set of local rules.
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106861
6761
Nasce quando abbastanza pesci seguono la giusta serie di regole locali.
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It's like an accident that happens over and over again,
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è come un caso che si ripete all'infinito,
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allowing fish all across the ocean to reliably avoid predation.
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116836
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permettendo ai pesci di tutto l'oceano di sfuggire ai predatori.
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And it's not just fish.
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E non vale solo per i pesci.
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Emergence is a basic property of many complex systems of interacting elements.
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La proprietà emergente esiste in molti sistemi complessi di elementi interagenti.
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For example, the specific way in which millions of grains of sand
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Per esempio, il modo particolare in cui milioni di granelli di sabbia
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collide and tumble over each other
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collidono e rotolano gli uni sugli altri,
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almost always produces the same basic pattern of ripples.
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5246
crea quasi sempre lo stesso motivo ondulato.
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And when moisture freezes in the atmosphere,
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E quando l'umidità si congela nell'atmosfera,
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the specific binding properties of water molecules
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le specifiche proprietà di legame delle molecole dell'acqua
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reliably produce radiating lattices that form into beautiful snowflakes.
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6467
producono reticoli che si irradiano e formano bellissimi fiocchi di neve
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What makes emergence so complex
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2128
La proprietà emergente è così complessa
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is that you can't understand it by simply taking it apart,
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che non la si può capire semplicemente scomponendola,
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like the engine of a car.
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come il motore di un'auto.
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Taking things apart is a good first step to understanding a complex system.
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Smontare gli elementi è un primo passo per capire i sistemi complessi.
02:46
But if you reduce a school of fish to individuals,
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166122
2596
Ma se riduciamo un banco di pesci, a dei pesci singoli,
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it loses the ability to evade predators,
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2709
perderà la sua capacità di evitare i predatori
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and there's nothing left to study.
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171427
2811
e non ci resterà più niente da studiare.
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And if you reduce the brain to individual neurons,
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174238
3436
E se riduciamo il cervello, a dei singoli neuroni,
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you're left with something that is notoriously unreliable,
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177674
3317
rimarremo con qualcosa di totalmente inaffidabile,
03:00
and nothing like how we think and behave,
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180991
3215
che non c'entra niente con il nostro modo di pensare e comportarci,
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at least most of the time.
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184206
1743
o almeno la maggior parte del tempo.
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Regardless, whatever you're thinking about right now
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2995
Comunque, qualunque cosa stiate pensando in questo momento
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isn't reliant on a single neuron lodged in the corner of your brain.
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4089
non dipende da un singolo neurone in un angolo del vostro cervello.
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Rather, the mind emerges from the collective activities
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4184
Al contrario, la mente si sviluppa grazie all'attività collettiva
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of many, many neurons.
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4807
di molti, molti neuroni.
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There are billions of neurons in the human brain,
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202024
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Ci sono milioni di neuroni nel cervello umano,
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and trillions of connections between all those neurons.
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205100
3417
e miliardi di collegamenti tra tutti quei neuroni.
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When you turn such a complicated system like that on,
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208517
3632
Quando accendiamo un sistema così complicato,
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it could behave in all sorts of weird ways, but it doesn't.
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212149
4155
questo potrebbe comportarsi in una miriade di modi strani, ma non lo fa.
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The neurons in our brain follow simple rules, just like the fish,
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216304
4543
I neuroni nel nostro cervello seguono semplici regole, come i pesci
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so that as a group, their activity self-organizes into reliable patterns
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220847
5371
cosicché in gruppo, la loro attività si organizza secondo schemi affidabili
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that let you do things like recognize faces,
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2479
che ci fanno fare cose come riconoscere i volti,
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successfully repeat the same task over and over again,
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228697
3834
compiere con successo la stessa azione all'infinito,
03:52
and keep all those silly little habits that everyone likes about you.
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232531
5788
e conservare quelle semplici abitudini, che tutti apprezzano di noi.
03:58
So, what are the simple rules when it comes to the brain?
64
238319
3577
Quindi, nel caso del cervello quali sono queste semplici regole?
04:01
The basic function of each neuron in the brain
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241896
3345
La funzione principale di ogni neurone nel cervello
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is to either excite or inhibit other neurons.
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245241
3832
è di stimolare o inibire gli altri neuroni.
04:09
If you connect a few neurons together into a simple circuit,
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249073
3122
Se colleghiamo tra loro alcuni neuroni in un circuito semplice,
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you can generate rhythmic patterns of activity,
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252195
2834
possiamo generare schemi di attività ritmici,
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feedback loops that ramp up or shut down a signal,
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255029
3436
anelli reattivi che intensificano o smorzano un segnale,
04:18
coincidence detectors,
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258465
1811
rivelatori di coincidenza
04:20
and disinhibition,
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260276
2288
e disinibizione,
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where two inhibitory neurons can actually activate another neuron
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262564
4313
in cui due neuroni inibitori possono attivare un altro neurone
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by removing inhibitory brakes.
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266877
2603
rimuovendo i freni inibitori.
04:29
As more and more neurons are connected,
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269480
2606
A mano a mano che i neuroni si connettono,
04:32
increasingly complex patterns of activity emerge from the network.
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272086
4247
si sviluppano sempre maggiori schemi di attività complessi.
04:36
Soon, so many neurons are interacting in so many different ways at once
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276333
5222
Presto, diversi neuroni interagiscono in diversi modi contemporaneamente
04:41
that the system becomes chaotic.
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281555
2182
tanto da rendere il sistema caotico.
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The trajectory of the network's activity cannot be easily explained
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283737
4617
La traiettoria dell'attività della rete non può essere spiegata così facilmente
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by the simple local circuits described earlier.
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288354
3302
dai circuiti locali semplici descritti finora.
04:51
And yet, from this chaos, patterns can emerge,
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291656
2974
Eppure, da questo caos, gli schemi emergono,
04:54
and then emerge again and again in a reproducible manner.
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294630
4371
e si sviluppano sempre di più duplicandosi.
04:59
At some point, these emergent patterns of activity
82
299001
3245
A un certo punto, questi schemi emergenti di attività
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become sufficiently complex,
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302246
1963
diventano sufficientemente complessi
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and curious to begin studying their own biological origins,
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304209
4348
e curiosi da iniziare a studiare le proprie origini biologiche,
05:08
not to mention emergence.
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308557
2736
senza parlare della proprietà emergente.
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And what we found in emergent phenomena at vastly different scales
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311293
4120
E ciò che abbiamo trovato nel fenomeno emergente in scale differenti
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is that same remarkable characteristic as the fish displayed:
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315413
3640
è la stessa straordinaria caratteristica che ci hanno mostrato i pesci:
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That emergence doesn't require someone or something to be in charge.
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319053
5367
che la proprietà emergente non pretende qualcuno o qualcosa per esserci.
05:24
If the right rules are in place,
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324420
1810
Se ci sono le giuste regole,
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and some basic conditions are met,
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326230
2257
e si incontrano le condizioni essenziali,
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a complex system will fall into the same habits over and over again,
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328487
4860
un sistema complesso ricadrà nelle stesse abitudini, ripetutamente,
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turning chaos into order.
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333347
3246
trasformando il caos in ordine.
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That's true in the molecular pandemonium that lets your cells function,
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336593
3318
Succede così nel pandemonio molecolare che fa funzionare le cellule,
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the tangled thicket of neurons that produces your thoughts and identity,
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339911
3571
l'intricata selva di neuroni che produce i pensieri e l'identità,
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your network of friends and family,
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343482
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la nostra rete di amici e famiglia,
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all the way up to the structures and economies of our cities across the planet.
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346119
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fino ad arrivare alle strutture ed economie cittadine del nostro pianeta.
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