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

איך להקות דגים שוחות בהרמוניה? - נתן ג'ייקובס

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Tal Dekkers

How do schools of fish swim in harmony?

איך להקות דגים שוחות בהרמוניה?

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

ואיך תאים זעירים במוח שלכם מאפשרים מחשבה מורכבת,

memories,

זכרונות,

and consciousness that are you?

והכרה שהם אתם?

Oddly enough, those questions have the same general answer:

למרבה הפלא, לשאלות האלו יש את אותה תשובה כללית:

emergence,

הופעה,

or the spontaneous creation of sophisticated behaviors and functions

או היצירה הספונטנית של התנהגות מורכבת ופעולות

from large groups of simple elements.

מקבוצות גדולות של אלמנטים פשוטים.

Like many animals, fish stick together in groups,

כמו הרבה חיות, דגים מתאספים יחד בקבוצות,

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

אבל זה לא רק בגלל שהם נהנים מהחברה אחד של השני.

It's a matter of survival.

זה עניין של השרדות.

Schools of fish exhibit complex swarming behaviors

להקות דגים מציגות התנהגות נחילים מורכבות

that help them evade hungry predators,

שעוזרות להם להמנע מטורפים רעבים,

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

בעוד דג בודד הופך מהר מאוד לטרף.

So which brilliant fish leader is the one in charge?

אז איזה דג מנהיג מבריק הוא הממונה?

Actually, no one is,

למעשה, אף אחד,

and everyone is.

וכולם.

So what does that mean?

אז מה זה אומר?

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

בעוד להקת הדגים מתפתלת באלגנטיות, פונה, ומתחמקת מכרישים

in what looks like deliberate coordination,

במה שנראה כמו תאום מכוון,

each individual fish is actually just following two basic rules

כל דג יחיד למעשה רק עוקב אחרי שני חוקים בסיסיים

that have nothing to do with the shark:

שלמעשה לא קשורים לכרישים:

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

אחד, השארו קרובים, אבל לא קרובים מדי לשכנים שלכם,

and two, keep swimmming.

ושתים, המשיכו לשחות.

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

כפריטים, הדגים ממוקדים בפרטים הקטנים של הפעולות המקומיות האלו,

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

אבל אם מספיק דגים מצטרפים לקבוצה, לפנים דברים יוצאי דופן מתרחשים.

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

התנועה של דגים בודדים מואפלת על ידי ישות חדשה לגמרי:

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

הלהקה, שיש לה סט התנהגויות משלה.

The school isn't controlled by any single fish.

הלהקה לא נלשטת על ידי דג בודד.

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

היא פשוט מופיעה אם יש לכם מספיק דגים שעוקבים אחרי סט נכון של חוקים.

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

זה כמו תאונה שמתרחשת שוב ושוב,

allowing fish all across the ocean to reliably avoid predation.

ומאפשרת לדגים בכל רחבי האוקיינוס להמנע מטורפים באופן אמין.

And it's not just fish.

וזה לא רק דגים.

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

הופעה היא בעיקרון תכונה של הרבה מערכות מורכבות של אלמנטים מקושרים.

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

לדוגמה, הדרך הספציפית בה מליוני גרגרי חול

collide and tumble over each other

מתנגשים ומתגלגלים אחד מעל השני

almost always produces the same basic pattern of ripples.

כמעט תמיד מייצרת את אותה תבנית בסיסית של גלים.

And when moisture freezes in the atmosphere,

וכשלחות קופאת באטמוספירה,

the specific binding properties of water molecules

התכונות המקשרות הספציפיות של מולקולות מים

reliably produce radiating lattices that form into beautiful snowflakes.

מייצרות באופן אמין סבכות פונות כלפי חוץ שיוצרים פתיתי שלג יפיפיים.

What makes emergence so complex

מה שהופך את ההופעה לכל כך מורכבת

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

זה שאתם לא מבינים אותה רק על ידי פרוקה לגורמים,

like the engine of a car.

כמו מנוע של מכונית.

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

פירוק דברים זה שלב ראשון טוב להבנת מערכת מורכבת.

But if you reduce a school of fish to individuals,

אבל אם אתם מפחיתים להקת דגים לבודדים,

it loses the ability to evade predators,

היא מאבדת את היכולת להמנע מטורפים,

and there's nothing left to study.

ולא נשאר מה לחקור.

And if you reduce the brain to individual neurons,

ואם אתם מפחיתים מוח לניורונים בודדים,

you're left with something that is notoriously unreliable,

אתם נשארים עם משהו שלא אמין בצורה ידועה לשמצה,

and nothing like how we think and behave,

ולא דומה בכלל לאיך שאנחנו חושבים ומתנהגים,

at least most of the time.

לפחות רוב הזמן.

Regardless, whatever you're thinking about right now

עם זאת, מה אתם חושבים עכשיו

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

לא משנה לניורון בודד שנמצא בפינת המוח.

Rather, the mind emerges from the collective activities

אלא, התודעה מגיעה מהפעולות הקולקטיביות

of many, many neurons.

של הרבה הרבה ניורונים.

There are billions of neurons in the human brain,

יש מיליארדי ניורונים במוח האנושי,

and trillions of connections between all those neurons.

וטריליונים של חיבורים בין כל הניורונים האלו.

When you turn such a complicated system like that on,

כשאתם מדליקים מערכת מורכבת כזו,

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

היא יכולה להתנהג בכל מיני סוגים של דרכים מוזרות, אבל היא לא.

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

הניורונים במוח שלנו עוקבים אחרי חוקים פשוטים, ממש כמו הדגים,

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

אז כקבוצה, הם מארגנים את עצמם אקטיבית לתבניות אמינות

that let you do things like recognize faces,

שנותנות לכם לעשות דברים כמו להכיר פנים,

successfully repeat the same task over and over again,

שחוזרים על אותה פעולה שוב ושוב,

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

ושומרים על כל ההרגלים המטופשים שכולם אוהבים בכם.

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

אז, מה החוקים הבסיסיים כשזה מגיע למוח?

The basic function of each neuron in the brain

הפעולות הבסיסיות של כל ניורון במוח

is to either excite or inhibit other neurons.

הם או להפעיל או להשביט ניורונים אחרים.

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

אם אתם מחברים כמה ניורונים יחד למעגל פשוט,

you can generate rhythmic patterns of activity,

אתם יכולים ליצור תבניות ריתמיות של פעילות,

feedback loops that ramp up or shut down a signal,

לולאות משוב שמגבירות אות מכבות את הסיגנל,

coincidence detectors,

גלאי מקריות,

and disinhibition,

וביטול עכבות,

where two inhibitory neurons can actually activate another neuron

בהם שני ניורונים משביתים יכולים למעשה להפעיל ניורונים אחרים

by removing inhibitory brakes.

על ידי הסרת מעצורי הגבלות.

As more and more neurons are connected,

כשיותר ויותר ניורונים מחוברים,

increasingly complex patterns of activity emerge from the network.

תבניות מורכבות יותר ויותר של פעילות עולות מהרשת.

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

במהרה, כל כך הרבה ניורונים מתקשרים בכל כך הרבה דרכים שונות בבת אחת

that the system becomes chaotic.

שהמערכת הופכת לכאוטית.

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

הנתיב של פעילות הרשת לא יכול להיות מוסבר

by the simple local circuits described earlier.

על ידי מעגלים מקומיים פשוטים שתיארנו קודם לכן.

And yet, from this chaos, patterns can emerge,

ועדין, מהכאוס הזה, תבניות יכולות להופיע,

and then emerge again and again in a reproducible manner.

ואז להופיע שוב ושוב בדרך שניתן לשחזר.

At some point, these emergent patterns of activity

בנקודה מסויימת, התבניות המופיעות האלו של פעילות

become sufficiently complex,

הופכות למורכבות מספיק,

and curious to begin studying their own biological origins,

וסקרניות בכדי לחקור את המקורות הביולוגיים שלהן,

not to mention emergence.

שלא להזכיר את ההופעה.

And what we found in emergent phenomena at vastly different scales

ומה שגילינו בתופעת ההופעה בדרכים שונות לגמרי

is that same remarkable characteristic as the fish displayed:

זה את אותן תופעות יוצאות דופן כמו שהדגים הציגו:

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

ההופעה הזו לא דורשת מישהו או משהו שיהיה בשליטה.

If the right rules are in place,

אם החוקים הנכונים נמצאים,

and some basic conditions are met,

וכמה תנאים בסיסיים ממולאים,

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

מערכת מורכבת תיפול לאותם הרגלים שוב ושוב,

turning chaos into order.

ותהפוך כאוס לסדר.

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

זה נכון בבלגן המולקולרי שמאפשר לתאים שלכם לתפקד,

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

קבוצת הניורונים המסובכת שמייצרת את המחשבות והזהות שלכם,

your network of friends and family,

רשת החברים שלכם והמשפחה,

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

כל הדרך עד למבנים והכלכלה של הערים שלנו על פני הפלנטה.