Feedback loops: How nature gets its rhythms - Anje-Margriet Neutel

วงจรสะท้อนกลับ: ธรรมชาติได้จังหวะมาอย่างไร - อันเจ-มาเกรต นัวเทล (Anje-Margriet Neutel)

Translator: Kelwalin Dhanasarnsombut Reviewer: Pattapon Kasemtanakul

Testing, testing, one, two, three.

ทดสอบ ทดสอบ หนึ่ง สอง สาม

When your band is trying to perform, feedback is an annoying obstacle,

เมื่อวงดนตรีของคุณกำลังจะแสดง การได้รับเสียงสะท้อนกลับ (Feedback) เป็นอะไรที่น่ารำคาญ

but in the grand orchestra of nature, feedback is not only beneficial,

แต่ในวงดนตรีแห่งธรรมชาติ การสะท้อนกลับไม่เพียงแต่เป็นประโยชน์

it's what makes everything work.

มันยังทำให้ทุกอย่างดำเนินไปได้อีกด้วย

What exactly is feedback?

แล้วการสะท้อนกลับคืออะไรกัน

The key element, whether in sound, the environment or social science,

ปัจจัยหลัก ไม่ว่าจะเป็นในเรื่องเสียง สิ่งแวดล้อม หรือสังคมวิทยา

is a phenomenon called mutual causal interaction,

คือปรากฏการณ์ที่เรียกว่า ปฏิสัมพันธ์ที่มีเหตุร่วมกัน

where x affects y, y affects x, and so on,

เมื่อ x กระทบต่อ y y กระทบต่อ x ต่อๆ ไป

creating an ongoing process called a feedback loop.

สร้างกระบวนการที่ดำเนินต่อเนื่อง เรียกว่า วงจรสะท้อนกลับ

And the natural world is full of these mechanisms

และธรรมชาติก็เต็มไปด้วยกลไกเหล่านี้

formed by the links between living and nonliving things

ที่เกิดขึ้นจากการเชื่อมต่อระหว่าง สิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต

that build resilience by governing the way populations

ที่สร้างความยืดหยุ่น โดยควบคุมวิธีที่ประชากร

and food webs respond to events.

และสายใยอาหารตอบสนองต่อสถานการณ์

When plants die, the dead material enriches the soil with humus,

เมื่อพืชตาย ซากของมันจะกลายเป็นฮิวมัส (humus)

a stable mass of organic matter, providing moisture and nutrients

ซึ่งเป็นสารอินทรีย์ที่มีเสถียรภาพ ในการให้ความชุ่มชื้นและสารอาหาร

for other plants to grow.

สำหรับการเติบโตของพืช

The more plants grow and die, the more humus is produced,

ยิ่งพืชตายมากเท่าไร ฮิวมัสก็ยิ่งถูกผลิตขึ้นมาก

allowing even more plants to grow, and so on.

ทำให้พืชอื่นๆ เติบโตได้มากขึ้นไปอีก

This is an example of positive feedback,

นี่เป็นตัวอย่างของการสะท้อนกลับในเชิงบวก

an essential force in the buildup of ecosystems.

พลังงานที่สำคัญในการสร้างระบบนิเวศ

But it's not called positive feedback because it's beneficial.

แต่มันไม่ได้ถูกเรียกว่า การสะท้อนกลับเชิงบวก เพราะว่ามันเป็นประโยชน์

Rather, it is positive because it amplifies a particular effect or change

แต่ทว่า มันเป็นไปในเชิงบวกเพราะว่ามันขยาย ผลกระทบบางอย่าง

from previous conditions.

จากสถานะเดิม

These positive, or amplifying, loops can also be harmful,

วงจรเชิงบวกนี้อาจเป็นอันตราย

like when removing a forest makes it vulnerable to erosion,

เช่น การถางป่าทำให้ดินเสี่ยงต่อการถูกชะล้าง

which removes organic matter and nutrients from the earth,

นำสารอินทรีย์และสารอาหารออกไปจากดิน

leaving less plants to anchor the soil, and leading to more erosion.

ทำให้พืชคลุมดินน้อยลง และทำให้เกิดการชะล้างมากยิ่งขึ้น

In contrast, negative feedback diminishes or counteracts changes in an ecosystem

ในทางตรงข้าม การสะท้อนกลับเชิงลบ จะลด หรือโต้กลับการเปลี่ยนแปลงในระบบนิเวศ

to maintain a more stable balance.

เพื่อรักษาสมดุลให้มีเสถียรภาพมากขึ้น

Consider predators and their prey.

ลองพิจารณาผู้ล่ากับเหยื่อของมัน

When lynx eat snowshoe hares, they reduce their population,

เมื่อแมวป่า (lynx) กินกระต่ายป่าหิมะ พวกมันลดจำนวนประชากรของกระต่ายลง

ทำให้อาหารขาดแคลน และจำนวนของแมวป่าก็ลดลงตามไปด้วย

but this drop in the lynx's food source will soon cause their own population to decline,

reducing the predation rate and allowing the hare population to increase again.

ซึ่งจะลดอัดราการล่าและให้โอกาส ประชากรของกระต่ายป่าเพิ่มขึ้นอีกครั้ง

The ongoing cycle creates an up and down wavelike pattern,

วงจรที่ดำเนินไปสร้างรูปแบบที่คล้ายกับคลื่น ที่ขึ้นๆ ลงๆ

maintaining a long-term equilibrium and allowing a food chain to persist over time.

ซึ่งรักษาสมดุลในระยะยาว และทำให้ห่วงโซ่อาหารยังคงอยู่ในระยะยาว

Feedback processes might seem counterintuitive because many of us

กระบวนการสะท้อนกลับอาจขัดแย้งกับสัญชาตญาณ เพราะว่าพวกเรา

are used to more predictable linear scenarios of cause and effect.

เคยชินกับเหตุการณ์ที่คาดเดาได้ตรงไปตรงมา ของเหตุและผล

For instance, it seems simple enough that

ยกตัวอย่างเช่น มันเหมือนจะธรรมดา

spraying pesticides would help plants grow by killing pest insects,

ที่การพ่นยาฆ่าแมลงจะช่วยทำให้พืชเติบโต โดยการฆ่าศัตรูพืชพวกแมลง

but it may trigger a host of other unexpected reactions.

แต่มันอาจกระตุ้นปฏิกิริยาอื่นๆ ที่เราไม่ได้คะนึงถึง

For example, if spraying pushes down the insect population,

ตัวอย่างเช่น ถ้าการพ่นยาลดจำนวนประชากรแมลง

its predators will have less food.

ผู้ล่าของมันก็จะมีอาหารน้อยลง

As their population dips,

เมื่อประชากรของพวกมันลดลง

the reduced predation would allow the insect population to rise,

การลดลงของการล่าจะทำให้ ประชากรของแมลงเพิ่มขึ้น

counteracting the effects of our pesticides.

ส่วนทางกับผลของยาฆ่าแมลงของเรา

Note that each feedback is the product of the links in the loop.

จำไว้ว่าแต่ละการสะท้อนกลับ เป็นผลผลิตของตัวเชื่อมในวงจร

Add one negative link and it will reverse the feedback force entirely,

เติมตัวเชื่อมเชิงลบลงไปสักอัน มันจะย้อนการสะท้อนกลับทั้งหมด

and one weak link will reduce the effect of the entire feedback considerably.

และตัวเชื่อมอ่อนๆ ตัวเดียว จะลดผลที่เกิดขึ้นอย่างชัดเจน

Lose a link, and the whole loop is broken.

ถ้าเสียตัวเชื่อมไป ทั้งวงจรก็จะพัง

But this is only a simple example,

แต่นี่เป็นแค่ตัวอย่างง่ายๆ

since natural communities consist not of separate food chains,

ในเมื่อธรรมชาติ ไม่ได้ประกอบด้วยห่วงโซ่อาหารเดียว

but networks of interactions.

แต่เป็นสายใยปฏิสัมพันธ์

Feedback loops will often be indirect, occurring through longer chains.

วงจรการสะท้อนกลับมักจะไม่ตรงไปตรงมา แต่เกิดขึ้นเป็นสายโซ่ยาว

A food web containing twenty populations can generate thousands of loops

สายใยอาหารที่ประกอบด้วยจำนวนประชากรแค่ยี่สิบตัว สามารถสร้างวงจรได้หลายพัน

of up to twenty links in length.

ที่มีได้ถึงยี่สิบตัวเชื่อมในสาย

But instead of forming a disordered cacophany,

แต่แทนที่จะก่อขึ้นเป็นการประสานแบบไร้ระเบียบ

feedback loops in ecological systems play together,

การสะท้อนกลับในระบบนิเวศทำงานด้วยกัน

creating regular patterns just like multiple instruments,

สร้างเป็นรูปแบบสม่ำเสมอ เหมือนเครื่องดนตรีมากมาย

coming together to create a complex but harmonious piece of music.

เข้ามาอยู่รวมกันเพื่อสร้างดนตรีที่ซับซ้อน แต่ประสานเสียงกัน

Wide-ranging negative feedbacks keep the positive feedbacks in check,

การสะท้อนกลับเชิงลบที่มีช่วงกว้าง ช่วยตรวจสอบการสะท้อนกลับเชิงบวก

like drums maintaining a rhythm.

เหมือนกับกลองที่กำกับจังหวะ

You can look at the way a particular ecosystem functions within its unique habitat

คุณสามารถดูวิถีของการทำงานของระบบนิเวศ ในบริเวณที่อยู่อาศัยจำเพาะหนึ่งๆ

as representing its trademark sound.

ได้ในเชิงว่ามันเป็นตัวแทนเสียงที่เป็นเอกลักษณ์

Ocean environments dominated by predator-prey interactions,

สิ่งแวดล้อมในมหาสมุทรเต็มไปด้วย ความสัมพันธ์นักล่าและเหยื่อ

and strong negative and positive loops stabilized by self-damping feedback,

และวงจรเชิงบวกและลบที่ชัดเจน ถูกทำให้สมดุลด้วยการสะท้อนกลับลงที่ตัวเอง

are powerful and loud, with many oscillations.

มันทรงพลัง และเสียงดัง และมีการแกว่งมากมาย

Desert ecosystems, where the turn over of biomass is slow,

ระบบนิเวศทะเลทราย ที่ซึ่งการหมุนเวียน ของมวลชีวภาพเป็นไปอย่างช้าๆ

and the weak feedbacks loops through dead matter are more like a constant drone.

และวงจรสะท้อนกลับอ่อนๆ ผ่านสสารที่ตายแล้ว เหมือนกับเสียงครางเบาๆ

And the tropical rainforest, with its great diversity of species,

และป่าฝนเขตร้อน ที่มีสิ่งมีชีวิตหลายหลายสายพันธุ์

high nutrient turnover, and strong feedbacks among both living and dead matter,

มีการหมุนเวียนสารอาหารสูง และมีการสะท้อนกลับ ที่ชัดเจน ในบรรดาสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต

is like a lush panoply of sounds.

เป็นเหมือนการแสดงของเสียงที่พรั่งพรูออกมา

Despite their stabilizing effects,

แม้ว่าจะมีการปรับให้เสถียร

many of these habitats and their ecosystems develop and change over time,

แหล่งที่อยู่อาศัยเหล่านี้และระบบนิเวศเหล่านี้ พัฒนาและเปลี่ยนแปลงไปตลอดเวลา

as do the harmonies they create.

เช่นเดียวกันการสอดประสานที่พวกมันสร้างขึ้น

Deforestation may turn lush tropics into a barren patch,

การถางป่าอาจทำให้ป่าเขตร้อนสุดจอแจ กลายเป็นแดนแห้งแล้ง

like a successful ensemble breaking up after losing its star performers.

เหมือนกับนักร้องแตกวง เมื่อดาราหลักไม่อยู่แล้ว

But an abandoned patch of farmland may also become a forest over time,

แต่ผืนนาที่ถูกปล่อยทิ้งไว้ อาจกลายมาเป็นป่าในที่สุด

like a garage band growing into a magnificent orchestra.

เหมือนกับวงดนตรีบ้านๆ ที่เติบโต จนกลายมาเป็นวงออเคสตราที่ยิ่งใหญ่