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

Translator: Kelwalin Dhanasarnsombut Reviewer: Rawee Ma

How do schools of fish swim in harmony?

ฝูงปลาว่ายน้ำไปพร้อม ๆ กันได้อย่างไร

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

เซลล์เล็ก ๆ ในสมองของคุณ ทำให้เกิดความคิดที่ซับซ้อน

memories,

ความทรงจำ

and consciousness that are you?

และสติสัมปชัญญะว่าคุณเป็นคุณได้อย่างไร

Oddly enough, those questions have the same general answer:

แปลกดีที่คำถามเหล่านี้มีคำตอบเดียวกัน

emergence,

ปรากฏการณ์

or the spontaneous creation of sophisticated behaviors and functions

หรือการเกิดพฤติกรรมที่ซับซ้อนในทันที

from large groups of simple elements.

และการทำงาน ของกลุ่มของส่วนเล็ก ๆ ที่เรียบง่าย

Like many animals, fish stick together in groups,

เช่นเดียวกับสัตว์อีกหลาย ๆ ชนิด ปลาอยู่รวมกันเป็นฝูง

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

แต่ไม่ใช่แค่ว่าพวกมัน ชอบที่จะอยู่เป็นเพื่อนกันและกัน

It's a matter of survival.

มันสำคัญต่อความอยู่รอด

Schools of fish exhibit complex swarming behaviors

ฝูงปลาแสดงพฤติกรรมการว่ายน้ำที่ซับซ้อน

that help them evade hungry predators,

ที่ช่วยให้พวกมันหลบหลีกจากผู้ล่าผู้หิวโหย

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

ในขณะที่ปลาตัวเดียวจะถูกแยกออกมา เป็นเหยื่อได้อย่างง่ายได้

So which brilliant fish leader is the one in charge?

ฉะนั้นปลาผู้นำฝูงที่ฉลาดคือตัวไหนกัน

Actually, no one is,

อันที่จริง ไม่มีหรอก

and everyone is.

และทุกตัวก็คือผู้นำ

So what does that mean?

นั่นหมายความว่าอย่างไรกัน

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

ในขณะที่ฝูงปลา หมุน กลับ และหลบฉลามอย่างงดงาม

in what looks like deliberate coordination,

เป็นสิ่งที่ดูเหมือนการร่วมมือกันอย่างจงใจ

each individual fish is actually just following two basic rules

อันที่จริงปลาแต่ละตัว แค่ทำตามกฎเพียงสองข้อ

that have nothing to do with the shark:

ที่ไม่ได้เกี่ยวอะไรกับฉลามเลย

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

หนึ่ง อยู่ใกล้กันเข้าไว้ แต่ไม่ใกล้กับเพื่อนของคุณจนเกินไป

and two, keep swimmming.

และสอง ว่ายน้ำต่อไป

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

ในฐานะปลาแต่ละตัว ปลามุ่งความสนใจ ไปที่ความสัมพันธ์จำเพาะในรายละเอียด

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

แต่สิ่งที่น่าทึ่งจะเกิดขึ้น ถ้ามีปลาในฝูงมากพอ

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

การเคลื่อนไหวของปลาแต่ละตัว ถูกบดบังด้วยอัตลักษณ์ใหม่

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

ฝูงปลา ที่มีพฤติกรรมที่เป็นเอกลักษณ์

The school isn't controlled by any single fish.

ฝูงไม่ได้ถูกควบคุมโดยปลาตัวใดตัวหนึ่ง

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

มันจะปรากฏขึ้นถ้าคุณมีปลาจำนวนมากพอ ที่ทำตามกฎจำเพาะอย่างถูกต้อง

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

มันเหมือนกับความบังเอิญ ที่เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่า

allowing fish all across the ocean to reliably avoid predation.

ที่ทำให้ปลาทั้งมหาสมุทรสามารถหลบหลีก การล่าได้อย่างที่คาดเดาได้

And it's not just fish.

และมันก็ไม่ใช่แค่ปลา

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

การปรากฏเป็นคุณสมบัติพื้นฐาน ของระบบทีซับซ้อนของส่วนย่อยที่มีปฏิสัมพันธ์กัน

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

ยกตัวอย่างเช่น การที่เม็ดทรายเป็นล้าน ๆ

collide and tumble over each other

ชนกันและทับกันและกัน

almost always produces the same basic pattern of ripples.

จะทำให้เกิดรูปแบบริ้วแบบเดิม ๆ ขึ้นเสมอ

And when moisture freezes in the atmosphere,

และเมื่อความชื้นในบรรยากาศแข็งตัว

the specific binding properties of water molecules

คุณสมบัติจำเพาะ ของการเกิดพันธะของโมเลกุลน้ำ

reliably produce radiating lattices that form into beautiful snowflakes.

ก็จะทำให้เกิดโครงข่ายที่มีแนวรัศมี ที่เกิดเป็นเกล็ดหิมะที่สวยงาม

What makes emergence so complex

สิ่งที่ทำให้การปรากฏมีความซับซ้อน

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

คือคุณไม่สามารถเข้าใจมัน ด้วยการแยกส่วนเล็ก ๆ ออกจากกันได้

like the engine of a car.

ในแบบที่คุณทำกับเครื่องยนต์

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

การแยกชิ้นส่วนออกจากกัน เป็นการทำความเข้าใจ ต่อระบบที่ซับซ้อนที่ดีในตอนแรก

But if you reduce a school of fish to individuals,

แต่ถ้าคุณแยกฝูงปลาจนเหลือปลาตัวเดียว

it loses the ability to evade predators,

มันสูญเสียคุณสมบัติในการหลบหลีกผู้ล่าไป

and there's nothing left to study.

และไม่มีอะไรเหลือให้ศึกษา

And if you reduce the brain to individual neurons,

และถ้าคุณแยกสมอง จนเหลือแค่เซลล์ประสาทเซลล์เดียว

you're left with something that is notoriously unreliable,

คุณก็เหลือสิ่งที่ไม่สามารถคาดเดาได้

and nothing like how we think and behave,

และไม่มีอะไรที่เหมือนกับการที่เราคิด และพฤติกรรมของเรา

at least most of the time.

อย่างน้อยก็เป็นส่วนใหญ่

Regardless, whatever you're thinking about right now

ไม่ว่าอย่างไรก็ตาม ไม่ว่าคุณกำลังคิดอะไรอยู่ตอนนี้

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

มันไม่ได้เกี่ยวข้องกับเซลล์ประสาทเพียงเซลล์เดียว ที่อยู่ ณ จุดใดจุดหนึ่งของสมอง

Rather, the mind emerges from the collective activities

แต่ว่า ความคิดปรากฏขึ้นจาก การรวมกันของกิจกรรมต่าง ๆ

of many, many neurons.

ของเซลล์ประสาทหลาย ๆ เซลล์

There are billions of neurons in the human brain,

มันมีเซลล์ประสาทเป็นพันล้าน ในสมองของมนุษย์

and trillions of connections between all those neurons.

และการเชื่อมต่อเป็นล้านล้าน ระหว่างเซลล์ประสาทเหล่านี้

When you turn such a complicated system like that on,

เมื่อคุณเปิดระบบที่ซับซ้อนดังกล่าว

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

มันสามารถแสดงพฤติกรรม ได้หลากหลายแบบ แต่มันไม่เป็นอย่างนั้น

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

เซลล์ประสาทในสมองของเรา ทำตามกฎง่าย ๆ เช่นเดียวกับปลา

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

เมื่ออยู่กันเป็นกลุ่ม กิจกรรมของพวกมัน ถูกจัดวางเป็นรูปแบบที่คาดเดาได้

that let you do things like recognize faces,

ที่ทำให้คุณทำสิ่งต่าง ๆ เช่นการจดจำหน้าตา

successfully repeat the same task over and over again,

ทำสิ่งต่าง ๆ ที่ทำเป็นประจำ เป็นผลสำเร็จ ซ้ำแล้วซ้ำเล่า

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

และเก็บพฤติกรรมเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่คนชอบเกี่ยวกับตัวคุณ

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

แล้วอะไรที่เป็นกฎเมื่อพูดถึงสมอง

The basic function of each neuron in the brain

หน้าที่พื้นฐานของแต่ละเซลล์ประสาท ในสมอง

is to either excite or inhibit other neurons.

มีอยู่หรือฝังอยู่ในเส้นประสาทอื่น

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

ถ้าคุณเชื่อมต่อเส้นประสาทเข้าด้วยกัน เป็นวงจรง่าย ๆ

you can generate rhythmic patterns of activity,

คุณสามารถสร้างรูปแบบจังหวะ ของกิจกรรม

feedback loops that ramp up or shut down a signal,

วงวนกลับไปกลับมาที่เร่งหรือปิดสัญญาณ

coincidence detectors,

ด้วยตัวรับร่วม

and disinhibition,

และตัวยับยั้ง

where two inhibitory neurons can actually activate another neuron

ที่ซึ่งเส้นประสาทการยับยั้งทั้งสอง สามารถกระตุ้นเส้นประสาทอีกเส้นหนึ่ง

by removing inhibitory brakes.

โดยการหยุดการยับยั้งออก

As more and more neurons are connected,

เมื่อเส้นประสาทเข้ามาเชื่อมต่อมากขึ้น

increasingly complex patterns of activity emerge from the network.

รูปแบบที่ซับซ้อนของกิจกรรมที่เพิ่มขึ้น ก็ปรากฏขึ้นจากเครือข่าย

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

ไม่นาน เส้นประสาทมากมายก็มีปฏิสัมพันธ์ ในแบบต่าง ๆ ในเวลาเดียวกัน

that the system becomes chaotic.

ที่ทำให้ระบบกลายเป็นความโกลาหล

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

เส้นวิถีของกิจกรรมของเครือข่าย ไม่สามารถถูกอธิบายได้โดยง่าย

by the simple local circuits described earlier.

โดยวงจรจำเพาะง่าย ๆ ที่เราใช้อธิบายกันก่อนหน้านี้

And yet, from this chaos, patterns can emerge,

และกระนั้น สำหรับความโกลาหนนี้ รูปแบบสามารถเกิดขึ้นได้

and then emerge again and again in a reproducible manner.

และปรากฏขึ้นครั้งแล้วครั้งเล่า ในแบบเดิม ๆ

At some point, these emergent patterns of activity

ณ จุดหนึ่ง การปรากฏของรูปแบบ ของกิจกรรมเหล่านี้

become sufficiently complex,

มีความซับซ้อนอย่างมาก

and curious to begin studying their own biological origins,

และเป็นที่น่าสนใจต่อการศึกษา ที่มาที่ไปของจุดเริ่มต้นทางชีวภาพของเรา

not to mention emergence.

ส่วนการปรากฏนั้นก็น่าสนใจไม่แพ้กัน

And what we found in emergent phenomena at vastly different scales

และสิ่งที่เราพบในปรากฏการณ์ การปรากฏในระดับต่าง ๆ

is that same remarkable characteristic as the fish displayed:

เป็นลักษณะที่น่าทึ่งเดียวกัน กับการแสดงของฝูงปลา

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

การปรากฏนั้นไม่ต้องการใคร หรืออะไรมาบังคับกำกับ

If the right rules are in place,

ถ้ามีการใช้กฎที่ถูกต้อง

and some basic conditions are met,

และปัจจัยพื้นฐานบางอย่างมีพร้อม

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

ระบบที่ซับซ้อนจะมีพฤติกรรมเดิม ซ้ำแล้วซ้ำเล่า

turning chaos into order.

เปลี่ยนความยุ่งเหยิงให้กลายเป็นระเบียบ

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

มันเป็นความจริงในความโกลาหล ของโมเลกุลที่ทำให้เซลล์ของคุณทำงานได้

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

ความซับซ้อนยุ่งเหยิงของเส้นประสาท ที่ทำให้เกิดความคิดและตัวตนของคุณ

your network of friends and family,

เครือข่ายของเพื่อนและครอบครัวของคุณ

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

เรื่อยไปจนถึงโครงสร้างและเศรษฐกิจ ของเมืองต่าง ๆ ทั่วโลก