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

Vòng phản hồi: Giai điệu của tự nhiên - Anje-Margriet Neutel

Translator: Thu Ha Tran Reviewer: An Nguyen Hoang

Testing, testing, one, two, three.

Thử mic, thử mic, một, hai, ba.

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

Khi ban nhạc của bạn thử biểu diễn, sự phản hồi gây trở ngại khó chịu.

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

Nhưng trong một dàn giao hưởng tự nhiên, sự phản hồi không chỉ có lợi,

it's what makes everything work.

nó còn khiến mọi thứ ăn khớp.

What exactly is feedback?

Vậy thực chất sự phản hồi là gì?

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

Yếu tố mấu chốt, dù là trong âm thanh, trong môi trường hay khoa học xã hội.

is a phenomenon called mutual causal interaction,

nó đều được gọi là tương tác qua lại nhân quả.

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

Khi đó x tác động tới y, y tác động lại x.

creating an ongoing process called a feedback loop.

Và cứ thế tạo thành một quá trình được gọi là vòng phản hồi.

And the natural world is full of these mechanisms

Thế giới tự nhiên tuân theo cơ chế này,

formed by the links between living and nonliving things

nó được tạo bởi mối liên hệ giữa vật vô sinh và hữu sinh,

that build resilience by governing the way populations

tạo khả năng phục hồi bằng cách kiểm soát

and food webs respond to events.

cách số lượng cá thể và lưới thức ăn thay đổi theo biến động.

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

Khi cây chết đi, chất vô cơ tạo thành mùn làm giàu đất,

a stable mass of organic matter, providing moisture and nutrients

một lượng chất hữu cơ cung cấp độ ẩm và dinh dưỡng

for other plants to grow.

cho cây khác sinh trưởng.

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

Càng nhiều cây sinh trưởng rồi chết đi, sẽ có càng nhiều mùn được tạo ra

allowing even more plants to grow, and so on.

khiến cho càng nhiều cây sinh trưởng hơn, và cứ thế tiếp diễn.

This is an example of positive feedback,

Đây là một ví dụ về phản hồi tích cực,

an essential force in the buildup of ecosystems.

một động lực thiết yếu để hình thành hệ sinh thái.

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

Nhưng nó được gọi là phản hồi tích cực không phải vì nó có lợi.

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

Nó được gọi là tích cực vì nó làm rõ một tác động hoặc thay đổi cụ thể

from previous conditions.

từ trạng thái trước đó.

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

Những vòng tích cực này có thể có hại

like when removing a forest makes it vulnerable to erosion,

như khi phá rừng làm xói mòn đất,

which removes organic matter and nutrients from the earth,

vì nó làm mất chất hữu cơ và chất dinh dưỡng trong lòng đất,

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

khiến cho còn lại ít cây bám vào đất, và dẫn tới xói mòn mạnh hơn.

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

Ngược lại, phản hồi tiêu cực làm giảm hoặc chống lại thay đổi của hệ sinh thái

to maintain a more stable balance.

để giữ sự cân bằng ổn định.

Consider predators and their prey.

Lấy ví dụ động vật ăn thịt và con mồi.

When lynx eat snowshoe hares, they reduce their population,

Khi sơn miêu ăn thỏ rừng, số lượng thỏ rừng bị giảm,

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

nhưng nó sẽ làm giảm nguồn thức ăn của sơn miêu, khiến chúng giảm số lượng,

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

như vậy tỉ lệ động vật ăn thịt giảm và số lượng thỏ rừng lại tăng lên.

The ongoing cycle creates an up and down wavelike pattern,

Vòng tuần hoàn tạo ra một đồ thị lên xuống,

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

giữ một sự cân bằng lâu dài và cho phép chuỗi thức ăn tồn tại.

Feedback processes might seem counterintuitive because many of us

Quá trình phản hồi có thế phản trực giác

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

vì chúng ta thường quen với kịch bản dễ đoán về luật nhân quả.

For instance, it seems simple enough that

Ví dụ, có thể dễ dàng nhận thấy

spraying pesticides would help plants grow by killing pest insects,

phun thuốc trừ sâu sẽ giúp cây sinh trưởng bằng cách giết côn trùng,

but it may trigger a host of other unexpected reactions.

nhưng nó có thể gây phản ứng ngoài mong đợi.

For example, if spraying pushes down the insect population,

Ví dụ, nếu phun thuốc làm giảm số lượng côn trùng,

its predators will have less food.

động vật ăn chúng sẽ bị giảm nguồn thức ăn.

As their population dips,

Và khi số lượng động vật ăn côn trùng giảm,

the reduced predation would allow the insect population to rise,

số lượng côn trùng sẽ lại tăng,

counteracting the effects of our pesticides.

trái ngược với tác dụng của thuốc trừ sâu.

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

Lưu ý rằng phản hồi là sản phẩm giữa các mắt xích trong vòng.

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

Thêm một mắt xích tiêu cực sẽ đảo ngược toàn bộ tác động của phản hồi.

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

và một mắt xích yếu sẽ làm giảm tác động của phản hồi.

Lose a link, and the whole loop is broken.

Mất một mắt xích, vòng phản hồi sẽ bị phá vỡ.

But this is only a simple example,

Nhưng đây chỉ là một ví dụ đơn giản

since natural communities consist not of separate food chains,

vì tự nhiên không chỉ gồm những chuỗi thức ăn riêng rẽ,

but networks of interactions.

mà là cả một mạng lưới tương tác với nhau.

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

Vòng phản hồi có thể gián tiếp, xuất hiện qua những chuỗi dài.

A food web containing twenty populations can generate thousands of loops

Một lưới thức ăn gồm hai mươi mắt xích có thể tạo hàng nghìn vòng

of up to twenty links in length.

mỗi vòng lên tới hai mươi mắt xích.

But instead of forming a disordered cacophany,

Nhưng thay vì tạo ra những tạp âm hỗn loạn,

feedback loops in ecological systems play together,

vòng phản hồi trong hệ sinh thái lại hòa hợp với nhau,

creating regular patterns just like multiple instruments,

tạo ra khuôn mẫu chung, giống như những nhạc cụ

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

kết hợp tạo thành bản nhạc phức hợp nhưng hài hòa.

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

Những phản hồi tiêu cực phạm vi rộng kiểm soát những phản hồi tích cực,

like drums maintaining a rhythm.

như trống duy trì nhịp điệu.

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

Bạn có thể xem cách hệ sinh thái hoạt động trong môi trường đặc trưng của nó

as representing its trademark sound.

giống như đang thể hiện bản nhạc độc đáo.

Ocean environments dominated by predator-prey interactions,

Ở môi trường biển, quan hệ động vật ăn thịt-con mồi chiếm ưu thế,

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

những vòng tích cực và tiêu cực mạnh được ổn định bởi phản hồi tắt dần

are powerful and loud, with many oscillations.

là những vòng lớn mạnh với rất nhiều chu kì.

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

Môi trường sa mạc là nơi chuyển giao sinh khối rất ít,

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

và vòng phản hồi yếu qua xác sinh vật giống như những âm thanh đều đều.

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

Và ở rừng nhiệt đới, nơi có nguồn sinh vật đa dạng,

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

nhiều chất dinh dưỡng được trao đổi, phản hồi mạnh giữa sinh vật sống và chết,

is like a lush panoply of sounds.

giống như bản nhạc ấn tượng và tươi mới.

Despite their stabilizing effects,

Mặc dù có những tác động để ổn định,

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

nhiều môi trường sống và hệ sinh thái vẫn phát triển và thay đổi theo thời gian,

as do the harmonies they create.

giống như giai điệu chúng tạo ra.

Deforestation may turn lush tropics into a barren patch,

Nạn phá rừng có thể khiến cánh rừng đầy sức sống thành đất hoang cằn cỗi,

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

như một ban nhạc xuất chúng tan rã sau khi mất ngôi sao.

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

Nhưng với thời gian, cánh đồng hoang lại có thể trở thành một khu rừng,

like a garage band growing into a magnificent orchestra.

như một ban nhạc nghiệp dư thành dàn nhạc tuyệt vời, ấn tượng.