Steven Strogatz: How things in nature tend to sync up

Steven Strogatz über Synchronisation

235,471 views ・ 2008-12-23

TED


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Übersetzung: Judith Matz Lektorat: Alex Boos
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I was trying to think, how is sync connected to happiness,
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2000
Ich habe drüber nachgedacht, wie Synchronisation mit Glück verbunden ist,
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and it occurred to me that for some reason we take pleasure in synchronizing.
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21330
7000
und mir fiel auf, dass wir aus irgendeinem Grunde gern synchron sind.
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We like to dance together, we like singing together.
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28330
3000
Wir tanzen gern zusammen, wir singen gern zusammen.
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And so, if you'll put up with this, I would like to enlist your help
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5000
Bitte haben Sie ein bisschen Geduld, ich möchte Sie gern
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with a first experiment today. The experiment is --
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bei meinem ersten Experiment heute um Hilfe bitten. Und zwar –
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and I notice, by the way, that when you applauded,
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40330
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ich habe übrigens festgestellt, dass Sie beim Applaudieren
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that you did it in a typical North American way,
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dies auf typisch nordamerikanische Art taten,
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that is, you were raucous and incoherent.
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Sie waren also laut und unkoordiniert.
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You were not organized. It didn't even occur to you to clap in unison.
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49330
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Unorganisiert. Es kam Ihnen nicht in den Sinn, im Rhythmus zu klatschen.
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Do you think you could do it? I would like to see if this audience would --
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Könnten Sie das vielleicht für mich tun? Ich würde gern sehen, ob dieses Publikum –
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no, you haven't practiced, as far as I know --
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nein, soweit ich weiß, haben Sie nicht geübt –
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can you get it together to clap in sync?
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3000
können Sie es schaffen, synchronisiert zu klatschen?
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(Clapping)
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(Klatschen)
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Whoa! Now, that's what we call emergent behavior.
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Wow! Das nenne ich Eigendynamik.
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(Laughter)
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2000
(Lachen)
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So I didn't expect that, but -- I mean, I expected you could synchronize.
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4000
Das habe ich gar nicht erwartet, aber – ich hatte Sie schon für synchronfähig gehalten.
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It didn't occur to me you'd increase your frequency.
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Ich dachte nur nicht, dass Sie die Frequenz erhöhen würden.
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It's interesting.
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Interessant.
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(Laughter)
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(Lachen)
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So what do we make of that? First of all, we know that you're all brilliant.
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Was sagt uns das? Zum einen wissen wir jetzt, dass Sie alle brillant sind.
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This is a room full of intelligent people, highly sensitive.
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Das ist ein Raum voller intelligenter, höchst sensibler Menschen.
01:38
Some trained musicians out there.
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Einige Musiker sind auch dabei.
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Is that what enabled you to synchronize?
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Ist es das, was Ihnen die Synchronisation ermöglichte?
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So to put the question a little more seriously,
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3000
Um die Frage etwas ernster zu stellen,
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let's ask ourselves what are the minimum requirements for what you just did,
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fragen wir uns, was die minimalen Anforderungen für das eben Passierte sind,
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for spontaneous synchronization.
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für spontane Synchronisation.
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Do you need, for instance, to be as smart as you are?
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Müssen Sie zum Beispiel so clever sein, wie Sie es sind?
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Do you even need a brain at all just to synchronize?
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7000
Brauchen Sie überhaupt ein Gehirn? Zur Synchronisation, meine ich.
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Do you need to be alive? I mean, that's a spooky thought, right?
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Müssen Sie lebendig sein? Das ist doch ein gruseliger Gedanke, oder?
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Inanimate objects that might spontaneously synchronize themselves.
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5000
Unbewegte Objekte, die sich spontan synchronisieren.
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It's real. In fact, I'll try to explain today that sync is maybe one of,
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7000
Das passiert echt. Ich werde heute erklären, dass Synchronisation wohl einer der,
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if not one of the most, perhaps the most pervasive drive in all of nature.
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4000
wenn nicht der verbreitetste Trieb in der ganzen Natur ist.
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It extends from the subatomic scale to the farthest reaches of the cosmos.
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Sie reicht von der subatomaren Ebene zu den entferntesten Weiten des Kosmos.
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It's a deep tendency toward order in nature
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Eine tiefe Tendenz zur Ordnung in der Natur
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that opposes what we've all been taught about entropy.
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steht allem entgegen, was wir über Entropie gelernt haben.
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I mean, I'm not saying the law of entropy is wrong -- it's not.
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Ich möchte damit nicht sagen, dass das Gesetz der Entropie nicht stimmt, es stimmt.
02:41
But there is a countervailing force in the universe --
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Doch es gibt eine ausgleichende Macht im Universum –
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the tendency towards spontaneous order. And so that's our theme.
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die Tendenz zur spontanen Ordnung. Und das ist unser Thema.
02:48
Now, to get into that, let me begin with what might have occurred to you immediately
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168330
4000
Um ins Thema zu kommen, fange ich mit etwas an, das Ihnen vielleicht sofort einfällt,
02:52
when you hear that we're talking about synchrony in nature,
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172330
4000
wenn Sie jemanden von Synchronität in der Natur sprechen hören,
02:56
which is the glorious example of birds that flock together,
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6000
nämlich das wunderbare Beispiel von Vogelschwärmen,
03:02
or fish swimming in organized schools.
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182330
4000
oder Fische, die in organisierten Schwärmen schwimmen.
03:06
So these are not particularly intelligent creatures,
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186330
4000
Das sind keine besonders intelligenten Wesen.
03:10
and yet, as we'll see, they exhibit beautiful ballets.
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190330
3000
Und doch, wie wir sehen werden, sind sie zu wunderschönem Ballett in der Lage.
03:15
This is from a BBC show called "Predators,"
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195330
2000
Das ist aus einer BBC-Show namens "Predators",
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and what we're looking at here are examples of synchrony that have to do with defense.
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197330
5000
und wir sehen hier Beispiele von Synchronisation als Verteidigung.
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When you're small and vulnerable, like these starlings,
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3000
Ist man klein und verletzlich wie diese Stare, oder die Fische,
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or like the fish, it helps to swarm to avoid predators, to confuse predators.
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206330
7000
dann hilft ein Schwarm, Raubtieren zu entgehen, oder sie zu verwirren.
03:35
Let me be quiet for a second because this is so gorgeous.
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215330
3000
Ich möchte einen Moment ruhig sein, denn es ist wahrhaft atemberaubend.
03:53
For a long time, biologists were puzzled by this behavior,
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233330
3000
Lange Zeit veblüffte dieses Verhalten Biologen,
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wondering how it could be possible.
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2000
sie fragten sich, wie es möglich sei.
03:59
We're so used to choreography giving rise to synchrony.
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3000
Wir sind so daran gewöhnt, dass Choreographie Synchronität ermöglicht.
04:03
These creatures are not choreographed.
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2000
Diese Wesen hatten keinen Choreographen.
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They're choreographing themselves.
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2000
Sie choreographieren sich selbst.
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And only today is science starting to figure out how it works.
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3000
Und die Wissenschaft findet erst heute heraus, wie das geht.
04:13
I'll show you a computer model made by Iain Couzin, a researcher at Oxford,
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253330
6000
Ich zeige Ihnen ein Computermodell von Iain Couzin, einem Forscher in Oxford,
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that shows how swarms work.
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2000
das zeigt, wie Schwärme funktionieren.
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There are just three simple rules.
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2000
Es gibt nur drei einfache Regeln.
04:24
First, all the individuals are only aware of their nearest neighbors.
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264330
4000
Erstens sind sich alle Individuen nur ihrer nächsten Nachbarn bewusst.
04:29
Second, all the individuals have a tendency to line up.
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269330
3000
Zweitens haben alle Individuen eine Tendenz, sich einzureihen.♫
04:33
And third, they're all attracted to each other,
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273330
3000
Drittens ziehen alle einander an,
04:36
but they try to keep a small distance apart.
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276330
2000
aber sie versuchen, einen kleinen Abstand zu wahren.
04:39
And when you build those three rules in,
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279330
3000
Und wenn man diese drei Regeln einbaut,
04:42
automatically you start to see swarms
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282330
2000
sieht man automatisch Schwärme,
04:44
that look very much like fish schools or bird flocks.
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284330
3000
die sehr nach Fisch- oder Vogelschwärmen aussehen.
04:48
Now, fish like to stay close together, about a body length apart.
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288330
4000
Fische bleiben also gern nah beieinander, ungefähr eine Körperlänge Abstand.
04:52
Birds try to stay about three or four body lengths apart.
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292330
3000
Vögel halten ungefähr drei bis vier Körperlängen Abstand.
04:55
But except for that difference, the rules are the same for both.
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295330
3000
Aber bis auf diesen Unterschied sind die Regeln für beide gleich.
05:04
Now, all this changes when a predator enters the scene.
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304330
3000
Das ändert sich alles, wenn ein Raubtier dazukommt.
05:09
There's a fourth rule: when a predator's coming, get out of the way.
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309330
5000
Es gibt eine vierte Regel: Kommt ein Raubtier, geh aus dem Weg.
05:23
Here on the model you see the predator attacking.
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323330
3000
Hier im Modell sehen Sie den Angriff des Raubtiers.
05:28
The prey move out in random directions,
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328330
2000
Die Beute bewegt sich in zufällige Richtungen,
05:30
and then the rule of attraction brings them back together again,
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330330
3000
und dann bringt sie die Regel der Anziehung wieder zueinander,
05:33
so there's this constant splitting and reforming.
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333330
3000
es ist also ein konstantes Aufteilen und Neuformen.
05:37
And you see that in nature.
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337330
2000
Und das sehen Sie in der Natur.
05:47
Keep in mind that, although it looks as if each individual is acting to cooperate,
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347330
6000
Obwohl es also aussieht, als würde jedes Individuum absichtlich kooperieren,
05:53
what's really going on is a kind of selfish Darwinian behavior.
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353330
4000
ist es tatsächlich eine Art eigennütziges darwinistisches Verhalten.
05:57
Each is scattering away at random to try to save its scales or feathers.
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357330
4000
Jedes spritzt in irgendeine Richtung davon, um Federn oder Schuppen zu retten.
06:03
That is, out of the desire to save itself,
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363330
3000
Das heißt, das Begehren, sich selbst zu retten,
06:06
each creature is following these rules,
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366330
3000
bringt jedes Wesen dazu, diese Regeln zu befolgen,
06:09
and that leads to something that's safe for all of them.
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369330
2000
und das führt zu etwas, das sicher für sie alle ist.
06:11
Even though it looks like they're thinking as a group, they're not.
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371330
3000
Es scheint, als denken sie als eine Gruppe, aber sie tun es nicht.
06:32
You might wonder what exactly is the advantage to being in a swarm,
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392330
3000
Vielleicht fragen Sie sich, was genau der Vorzug eines Schwarms ist.
06:35
so you can think of several.
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395330
2000
Es gibt mehrere.
06:37
As I say, if you're in a swarm, your odds of being the unlucky one
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397330
4000
In einem Schwarm ist die Wahrscheinlichkeit, erwischt zu werden,
06:41
are reduced as compared to a small group.
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401330
3000
geringer als in einer kleinen Gruppe.
06:45
There are many eyes to spot danger.
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405330
3000
Viele Augen können die Gefahr leichter erkennen.
06:48
And you'll see in the example with the starlings, with the birds,
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408330
7000
Und in dem Beispiel mit den Staren, den Vögeln, werden Sie sehen,
06:55
when this peregrine hawk is about to attack them,
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415330
2000
dass kurz vor dem Angriff dieses Wanderfalken
06:57
that actually waves of panic can propagate,
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417330
3000
sich Wellen der Panik ausbreiten,
07:00
sending messages over great distances.
90
420330
3000
und Botschaften über große Entfernungen verteilen.
07:03
You'll see -- let's see, it's coming up possibly at the very end -- maybe not.
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423330
8000
Sie sehen – schauen wir mal, ob es am Ende zu sehen ist – vielleicht auch nicht.
07:12
Information can be sent over half a kilometer away
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432330
3000
Informationen können mit diesem Mechanismus in kürzester Zeit
07:15
in a very short time through this mechanism.
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435330
3000
über mehr als einen halben Kilometer gesendet werden.
07:20
Yes, it's happening here.
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440330
2000
Ja, hier passiert's.
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See if you can see those waves propagating through the swarm.
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442330
3000
Können Sie sehen, wie sich die Wellen durch den Schwarm bewegen?
07:26
It's beautiful. The birds are, we sort of understand, we think,
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446330
4000
Es ist wunderschön. Wir verstehen durch das Computermodell
07:30
from that computer model, what's going on.
97
450330
2000
mehr oder weniger, was dabei passiert.
07:32
As I say, it's just those three simple rules,
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452330
2000
Wie gesagt, es sind nur diese drei einfachen Regeln,
07:34
plus the one about watch out for predators.
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454330
2000
und die zur Ausschau nach Räubern.
07:36
There doesn't seem to be anything mystical about this.
100
456330
3000
Dahinter scheint nichts Geheimnisvolles zu stecken.
07:39
We don't, however, really understand at a mathematical level.
101
459330
3000
Wir verstehen es jedoch auf mathematischer Ebene nicht ganz.
07:42
I'm a mathematician. We would like to be able to understand better.
102
462330
4000
Ich bin Mathematiker. Wir möchten dies gern besser verstehen.
07:46
I mean, I showed you a computer model, but a computer is not understanding.
103
466330
3000
Ich habe Ihnen ja das Computermodell gezeigt, aber ein Computer versteht nicht.
07:49
A computer is, in a way, just another experiment.
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469330
3000
Ein Computer ist im Prinzip auch so eine Art Experiment.
07:52
We would really like to have a deeper insight into how this works
105
472330
3000
Wir würden die Funktionsweise wirklich gern besser verstehen,
07:55
and to understand, you know, exactly where this organization comes from.
106
475330
5000
und na ja, genau verstehen, was diese Organisation verursacht.
08:00
How do the rules give rise to the patterns?
107
480330
2000
Wie führen die Regeln zu solchen Mustern?
08:02
There is one case that we have begun to understand better,
108
482330
3000
In einem Fall verstehen wir die Situation ein bisschen besser,
08:05
and it's the case of fireflies.
109
485330
3000
und zwar im Fall der Glühwürmchen.
08:08
If you see fireflies in North America,
110
488330
2000
Wenn Sie in Nordamerika Glühwürmchen sehen,
08:10
like so many North American sorts of things,
111
490330
2000
dann sind die wie so viele Dinge in den USA
08:12
they tend to be independent operators. They ignore each other.
112
492330
4000
unabhängig voneinander aktiv. Sie ignorieren einander.
08:16
They each do their own thing, flashing on and off,
113
496330
2000
Ein jedes leuchtet so vor sich hin,
08:18
paying no attention to their neighbors.
114
498330
2000
kümmert sich nicht um seine Nachbarn.
08:20
But in Southeast Asia -- places like Thailand or Malaysia or Borneo --
115
500330
5000
Aber in Südostasien – an Orten wie Thailand, Malaysia oder Borneo –
08:25
there's a beautiful cooperative behavior that occurs among male fireflies.
116
505330
5000
zeigen männliche Glühwürmchen ein wunderschönes kooperatives Verhalten.
08:30
You can see it every night along the river banks.
117
510330
3000
Sie können es jeden Abend an den Flussufern beobachten.
08:33
The trees, mangrove trees, are filled with fireflies communicating with light.
118
513330
5000
Die Mangroven sind voll von Glühwürmchen, die per Licht kommunizieren.
08:38
Specifically, it's male fireflies who are all flashing in perfect time together,
119
518330
5000
Besonders die Männchen blinken perfekt aufeinander abgestimmt,
08:43
in perfect synchrony, to reinforce a message to the females.
120
523330
4000
perfekt synchron, um den Weibchen ihre Botschaft zu vermitteln.
08:47
And the message, as you can imagine, is "Come hither. Mate with me."
121
527330
4000
Und die Botschaft ist nicht überraschend: "Komm her. Paaren wir uns."
08:52
(Music)
122
532330
6000
(Musik)
08:59
In a second I'm going to show you a slow motion of a single firefly
123
539330
4000
Gleich zeige ich Ihnen die langsame Bewegung eines Glühwurms,
09:03
so that you can get a sense. This is a single frame.
124
543330
3000
so erhalten Sie einen Eindruck. Das ist eine einzige Einstellung.
09:06
Then on, and then off -- a 30th of a second, there.
125
546330
5000
Dann Licht an, Licht aus – das ist ein Dreißigstel einer Sekunde.
09:11
And then watch this whole river bank, and watch how precise the synchrony is.
126
551330
4000
Und nun schauen Sie sich dieses Flussufer an und die Präzision der Synchronität.
09:18
On, more on and then off.
127
558330
3000
Licht an, noch mehr Licht an, dann aus.
09:27
The combined light from these beetles -- these are actually tiny beetles --
128
567330
3000
Das Licht all dieser Käfer – es sind nämlich Käferchen –
09:30
is so bright that fishermen out at sea can use them
129
570330
3000
ist so hell, dass Fischer auf See es als Navigationshilfen nutzen können,
09:33
as navigating beacons to find their way back to their home rivers. It's stunning.
130
573330
4000
um ihren Rückweg zu ihren Heimatflüssen zu finden. Es ist verblüffend.
09:37
For a long time it was not believed
131
577330
2000
Man glaubte den frühen Reisenden aus dem Westen –
09:39
when the first Western travelers, like Sir Francis Drake,
132
579330
3000
wie Sir Francis Drake – lange nicht, wenn sie aus Thailand
09:42
went to Thailand and came back with tales of this unbelievable spectacle.
133
582330
4000
zurück kamen und von diesem unglaublichen Spektakel berichteten.
09:46
No one believed them.
134
586330
2000
Niemand glaubte ihnen.
09:48
We don't see anything like this in Europe or in the West.
135
588330
3000
In Europa, im Westen können wir so etwas nicht sehen.
09:51
And for a long time, even after it was documented,
136
591330
3000
Und lange Zeit selbst nach der schriftlichen Erfassung
09:54
it was thought to be some kind of optical illusion.
137
594330
2000
wurde es für eine Art optische Täuschung gehalten.
09:56
Scientific papers were published saying it was twitching eyelids
138
596330
3000
Wissenschaftliche Zeitschriften schoben es auf zuckende Augenlider,
09:59
that explained it, or, you know, a human being's tendency
139
599330
4000
oder erklärten es mit der Tendenz menschlicher Wesen,
10:03
to see patterns where there are none.
140
603330
2000
Muster dort zu sehen, wo keine bestehen.
10:05
But I hope you've convinced yourself now, with this nighttime video,
141
605330
3000
Aber ich hoffe, Sie sind jetzt dank dieser Nachtaufnahme überzeugt,
10:08
that they really were very well synchronized.
142
608330
3000
dass sie wirklich sehr gut synchronisiert sind.
10:11
Okay, well, the issue then is, do we need to be alive
143
611330
3000
Die nächste Frage wäre dann also, müssen wir am Leben sein,
10:14
to see this kind of spontaneous order,
144
614330
2000
um diese Art spontaner Ordnung zu schaffen,
10:16
and I've already hinted that the answer is no.
145
616330
3000
und ich habe schon angedeutet, dass die Antwort "Nein" ist.
10:21
Well, you don't have to be a whole creature.
146
621330
2000
Nun, Sie müssen kein komplettes Wesen sein.
10:23
You can even be just a single cell.
147
623330
2000
Es reicht, wenn Sie eine einzelne Zelle sind.
10:25
Like, take, for instance, your pacemaker cells in your heart right now.
148
625330
3000
Nehmen wir etwa die Schrittmacherzellen in Ihren Herzen in diesem Moment.
10:28
They're keeping you alive.
149
628330
2000
Sie halten Sie am Leben.
10:30
Every beat of your heart depends on this crucial region, the sinoatrial node,
150
630330
5000
Jeder Ihrer Herzschläge hängt von dieser kritischen Region ab, dem Sinusknoten,
10:35
which has about 10,000 independent cells that would each beep,
151
635330
4000
der über um die 10.000 unabhängige Zellen verfügt, von denen jede piept,
10:39
have an electrical rhythm -- a voltage up and down --
152
639330
3000
einen elektronischen Rhythmus hat – eine hohe Spannung, eine niedrige –
10:42
to send a signal to the ventricles to pump.
153
642330
3000
um den Ventrikeln ein Signal zum Pumpen zu schicken.
10:45
Now, your pacemaker is not a single cell.
154
645330
3000
Ihr Schrittmacher ist aber keine einzelne Zelle.
10:48
It's this democracy of 10,000 cells that all have to fire in unison
155
648330
3000
Er ist eine Demokratie von 10.000 Zellen, die ein gemeinsames Signal senden,
10:51
for the pacemaker to work correctly.
156
651330
2000
damit der Schrittmacher richtig funktioniert.
10:54
I don't want to give you the idea that synchrony is always a good idea.
157
654330
3000
Ich möchte nicht den Eindruck erwecken, dass Synchronität immer gut ist.
10:57
If you have epilepsy, there is an instance of billions of brain cells, or at least millions,
158
657330
5000
Bei Epilepsie gibt es Milliarden von Gehirnzellen, oder zumindest Millionen,
11:02
discharging in pathological concert.
159
662330
3000
die sich in einem krankhaften Konzert entladen.
11:06
So this tendency towards order is not always a good thing.
160
666330
3000
Diese Tendenz zur Ordnung ist also nicht immer eine gute Sache.
11:10
You don't have to be alive. You don't have to be even a single cell.
161
670330
3000
Sie müssen nicht lebendig sein. Man muss nicht einmal eine einzelne Zelle sein.
11:13
If you look, for instance, at how lasers work,
162
673330
3000
Schauen Sie sich etwa Laser an,
11:16
that would be a case of atomic synchrony.
163
676330
3000
das ist ein Fall von atomarer Synchronität.
11:19
In a laser, what makes laser light so different from the light above my head here
164
679330
4000
Was Laserlicht so von dem Licht über meinem Kopf hier unterscheidet,
11:23
is that this light is incoherent --
165
683330
2000
ist, dass dieses Licht inkohärent ist –
11:25
many different colors and different frequencies,
166
685330
3000
so viele verschiedene Farben und Frequenzen,
11:28
sort of like the way you clapped initially --
167
688330
3000
ungefähr so, wie Sie am Anfang geklatscht haben –
11:31
but if you were a laser, it would be rhythmic applause.
168
691330
3000
aber wenn Sie ein Laser wären, wäre es rhythmischer Applaus.
11:34
It would be all atoms pulsating in unison,
169
694330
2000
Alle Atome würden in Einheit pulsieren,
11:36
emitting light of one color, one frequency.
170
696330
3000
Licht einer Farbe, einer Frequenz abgeben.
11:40
Now comes the very risky part of my talk,
171
700330
3000
Nun kommt der riskante Teil meines Vortrags,
11:43
which is to demonstrate that inanimate things can synchronize.
172
703330
4000
der zeigen soll, dass leblose Dinge sich synchronisieren können.
11:47
Hold your breath for me.
173
707330
2000
Halten Sie Ihren Atem für mich an.
11:49
What I have here are two empty water bottles.
174
709330
4000
Hier habe ich zwei leere Wasserflaschen.
11:56
This is not Keith Barry doing a magic trick.
175
716330
2000
Das ist nicht Keith Barry bei einem Zaubertrick,
11:58
This is a klutz just playing with some water bottles.
176
718330
5000
sondern ein Tollpatsch, der mit ein paar Wasserflaschen spielt.
12:03
I have some metronomes here.
177
723330
2000
Ich habe hier ein paar Metronome.
12:08
Can you hear that?
178
728330
2000
Können Sie das hören?
12:12
All right, so, I've got a metronome,
179
732330
2000
Gut, ich habe also ein Metronom,
12:14
and it's the world's smallest metronome, the -- well, I shouldn't advertise.
180
734330
4000
es ist das weltkleinste Metronom, das – nun, keine Werbung.
12:18
Anyway, so this is the world's smallest metronome.
181
738330
3000
Das ist auf jeden Fall das kleinste Metronom der Welt.
12:21
I've set it on the fastest setting, and I'm going to now take
182
741330
3000
Ich habe es auf die schnellste Stufe gestellt,
12:24
another one set to the same setting.
183
744330
2000
und ich stelle noch eins genauso ein.
12:28
We can try this first. If I just put them on the table together,
184
748330
3000
Zuerst können wir das probieren. Wenn ich sie einfach auf den Tisch stelle,
12:33
there's no reason for them to synchronize, and they probably won't.
185
753330
3000
haben sie keinen Grund zu Synchronisieren, also machen sie es wohl nicht.
12:42
Maybe you'd better listen to them. I'll stand here.
186
762330
2000
Vielleicht hören Sie ihnen besser zu. Ich warte hier.
12:49
What I'm hoping is that they might just drift apart
187
769330
2000
Ich hoffe darauf, dass sie einfach auseinanderdriften,
12:51
because their frequencies aren't perfectly the same.
188
771330
2000
weil ihre Frequenzen nicht genau gleich sind.
13:01
Right? They did.
189
781330
2000
Ah. Sie haben es getan.
13:03
They were in sync for a while, but then they drifted apart.
190
783330
2000
Sie waren eine Weile synchron, drifteten dann aber auseinander.
13:07
And the reason is that they're not able to communicate.
191
787330
2000
Und der Grund dafür ist, dass sie nicht kommunizieren können.
13:09
Now, you might think that's a bizarre idea.
192
789330
2000
Vielleicht halten Sie das für eine bizarre Idee.
13:11
How can metronomes communicate?
193
791330
2000
Wie können Metronome kommunizieren?
13:14
Well, they can communicate through mechanical forces.
194
794330
3000
Nun, sie können durch mechanische Kräfte kommunizieren.
13:17
So I'm going to give them a chance to do that.
195
797330
2000
Ich gebe ihnen also eine Chance, dies zu tun.
13:19
I also want to wind this one up a bit. How can they communicate?
196
799330
3000
Ich möchte dieses hier auch ein bisschen aufziehen. Wie kommunizieren sie?
13:22
I'm going to put them on a movable platform,
197
802330
2000
Ich stelle sie auf eine bewegliche Plattform,
13:24
which is the "Guide to Graduate Study at Cornell." Okay? So here it is.
198
804330
9000
und zwar den "Aufbaustudienführer Cornell". Okay? Es geht los.
13:33
Let's see if we can get this to work.
199
813330
2000
Vielleicht kriegen wir es zum Laufen.
13:37
My wife pointed out to me that it will work better if I put both on at the same time
200
817330
4000
Meine Frau sagte mir, dass es besser funktioniert, wenn ich beide
13:41
because otherwise the whole thing will tip over.
201
821330
2000
zugleich draufstelle, sonst kippt alles um.
13:43
All right. So there we go. Let's see. OK, I'm not trying to cheat --
202
823330
7000
Okay. Da wären wir. Mal sehen. Okay, ich versuche nicht zu betrügen –
13:50
let me start them out of sync. No, hard to even do that.
203
830330
5000
ich starte sie asynchron. Ach, selbst das ist schwierig.
14:08
(Applause)
204
848330
4000
(Applaus)
14:12
All right. So before any one goes out of sync, I'll just put those right there.
205
852330
5000
Gut. Also bevor eins aus dem Takt gerät, stelle ich sie lieber hier hin.
14:17
(Laughter)
206
857330
1000
(Lachen)
14:18
Now, that might seem a bit whimsical,
207
858330
2000
Und das ist jetzt vielleicht ein bisschen verrückt,
14:20
but this pervasiveness of this tendency towards spontaneous order
208
860330
5000
aber diese weitverbreitete Tendenz zur spontanen Ordnung
14:25
sometimes has unexpected consequences.
209
865330
4000
hat manchmal unerwartete Konsequenzen.
14:29
And a clear case of that,
210
869330
2000
Und ein deutliches Beispiel
14:31
was something that happened in London in the year 2000.
211
871330
3000
war etwas, das in London im Jahr 2000 passierte.
14:34
The Millennium Bridge was supposed to be the pride of London --
212
874330
3000
Die Millennium-Bridge sollte der Stolz Londons werden –
14:37
a beautiful new footbridge erected across the Thames,
213
877330
4000
eine schöne neue Fußgängerbrücke über die Themse,
14:41
first river crossing in over 100 years in London.
214
881330
4000
die erste Flussquerung in London seit 100 Jahren.
14:45
There was a big competition for the design of this bridge,
215
885330
3000
In einem riesigen Wettbewerb suchte man nach einem Design
14:48
and the winning proposal was submitted by an unusual team --
216
888330
4000
und der siegreiche Vorschlag wurde von einem untypischen Team gemacht –
14:52
in the TED spirit, actually -- of an architect --
217
892330
3000
ein Team im Geiste von TED – ein Architekt,
14:55
perhaps the greatest architect in the United Kingdom, Lord Norman Foster --
218
895330
4000
vielleicht der größte Architekt im Vereinten Königreich, Lord Norman Foster –
14:59
working with an artist, a sculptor, Sir Anthony Caro,
219
899330
5000
der mit einem Künstler, einem Bildhauer, Sir Anthony Caro arbeitete,
15:04
and an engineering firm, Ove Arup.
220
904330
4000
und einer Baufirma, Ove Arup.
15:08
And together they submitted a design based on Lord Foster's vision,
221
908330
5000
Sie schlugen ein auf Lord Fosters Vision basierendes Design vor,
15:13
which was -- he remembered as a kid reading Flash Gordon comic books,
222
913330
4000
und zwar erinnerte er sich daran, als Kind Flash-Gordon-Comics gelesen zu haben,
15:17
and he said that when Flash Gordon would come to an abyss,
223
917330
3000
und er sagte, dass, immer wenn Flash Gordon an einen Abgrund kam,
15:20
he would shoot what today would be a kind of a light saber.
224
920330
3000
er etwas verschoss, das man heute eine Art Lichtschwert nennen würde.
15:23
He would shoot his light saber across the abyss, making a blade of light,
225
923330
4000
Er würde also sein Lichtschwert über den Abgrund schießen,
15:27
and then scamper across on this blade of light.
226
927330
2000
und auf dieser Klinge des Lichts über den Abgrund sausen.
15:29
He said, "That's the vision I want to give to London.
227
929330
2000
Er sagte: "Das ist die Vision, die ich London geben möchte.
15:31
I want a blade of light across the Thames."
228
931330
3000
Ich möchte eine Klinge aus Licht über die Themse."
15:35
So they built the blade of light,
229
935330
2000
Also bauten sie diese Klinge aus Licht
15:37
and it's a very thin ribbon of steel, the world's --
230
937330
6000
und es ist ein sehr dünnes Stahlband –
15:43
probably the flattest and thinnest suspension bridge there is,
231
943330
3000
wahrscheinlich die flachste und dünnste Hängebrücke der Welt,
15:46
with cables that are out on the side.
232
946330
3000
mit Kabeln entlang der Seiten.
15:49
You're used to suspension bridges with big droopy cables on the top.
233
949330
3000
Sie kennen Hängebrücken mit riesigen von oben herunterhängenden Kabeln.
15:52
These cables were on the side of the bridge,
234
952330
3000
Diese Kabel waren an der Seite der Brücke,
15:55
like if you took a rubber band and stretched it taut across the Thames --
235
955330
4000
so als wenn Sie ein Gummiband über die Themse spannen würden –
15:59
that's what's holding up this bridge.
236
959330
2000
das hält diese Brücke oben.
16:01
Now, everyone was very excited to try it out.
237
961330
2000
Alle waren natürlich sehr gespannt, sie auszuprobieren.
16:03
On opening day, thousands of Londoners came out, and something happened.
238
963330
5000
Zur Eröffnung kamen Tausende von Londonern und etwas geschah.
16:08
And within two days the bridge was closed to the public.
239
968330
4000
Innerhalb von zwei Tagen musste die Brücke geschlossen werden.
16:12
So I want to first show you some interviews with people
240
972330
5000
Ich möchte Ihnen also zuerst ein paar Interviews mit Leuten zeigen,
16:17
who were on the bridge on opening day, who will describe what happened.
241
977330
3000
die zur Eröffnung auf der Brücke waren und beschreiben werden, was passierte.
16:20
Man: It really started moving sideways and slightly up and down,
242
980330
5000
Mann: Sie bewegte sich seitwärts und ein bisschen auf und ab,
16:25
rather like being on the boat.
243
985330
3000
so als wäre man auf einem Boot.
16:28
Woman: Yeah, it felt unstable, and it was very windy,
244
988330
3000
Frau: Ja, es fühlte sich instabil an und war sehr windig,
16:31
and I remember it had lots of flags up and down the sides, so you could definitely --
245
991330
4000
und ich kann mich an viele Flaggen an den Seiten erinnern,
16:35
there was something going on sideways, it felt, maybe.
246
995330
3000
da schwankte eindeutig was hin und her, so fühlte sich das an.
16:38
Interviewer: Not up and down? Boy: No.
247
998330
2000
Interviewer: Nicht auf und ab? Junge: Nein.
16:40
Interviewer: And not forwards and backwards? Boy: No.
248
1000330
2000
Interviewer: Und nicht vor und zurück? Junge: Nein.
16:42
Interviewer: Just sideways. About how much was it moving, do you think?
249
1002330
3000
Interviewer: Nur seitwärts. Und wie viel ungefähr bewegte sie sich?
16:45
Boy: It was about --
250
1005330
2000
Junge: So ungefähr –
16:47
Interviewer: I mean, that much, or this much?
251
1007330
2000
Interviewer: Eher so viel oder eher so viel?
16:49
Boy: About the second one.
252
1009330
2000
Junge: Eher das zweitere.
16:51
Interviewer: This much? Boy: Yeah.
253
1011330
2000
Interviewer: So viel? Junge: Ja.
16:53
Man: It was at least six, six to eight inches, I would have thought.
254
1013330
3000
Mann: Es waren mindestens fünfzehn, zwanzig Zentimeter.
16:56
Interviewer: Right, so, at least this much? Man: Oh, yes.
255
1016330
2000
Interviewer: Also ungefähr so viel? Mann: Oh ja.
16:58
Woman: I remember wanting to get off.
256
1018330
2000
Frau: Ich erinnere mich, dass ich runterwollte.
17:00
Interviewer: Oh, did you? Woman: Yeah. It felt odd.
257
1020330
2000
Interviewer: Sie wollten runter? Frau: Ja, es fühlte sich komisch an.
17:02
Interviewer: So it was enough to be scary? Woman: Yeah, but I thought that was just me.
258
1022330
6000
Interviewer: Also war es furchterregend? Frau: Ja, aber ich dachte, das sei nur ich.
17:08
Interviewer: Ah! Now, tell me why you had to do this?
259
1028330
3000
Interviewer: Ah! Sag mir nun bitte, wieso du so machen musstest?
17:11
Boy: We had to do this because, to keep in balance
260
1031330
2000
Junge: Wir mussten das tun um das Gleichgewicht zu behalten,
17:13
because if you didn't keep your balance,
261
1033330
2000
denn wenn man das Gleichgewicht nicht hielt,
17:15
then you would just fall over about, like, to the left or right, about 45 degrees.
262
1035330
6000
fiel man einfach um, nach links oder nach rechts, um die 45°.
17:21
Interviewer: So just show me how you walk normally. Right.
263
1041330
4000
Interviewer: Also zeig mir, wie du normal läufst. Okay.
17:26
And then show me what it was like when the bridge started to go. Right.
264
1046330
5000
Und nun zeig mir wie es war, als die Brücke losging. Okay.
17:31
So you had to deliberately push your feet out sideways and --
265
1051330
4000
Also musste man mit Absicht die Füße nach außen drücken und –
17:35
oh, and short steps?
266
1055330
2000
oh, und kurze Schritte?
17:37
Man: That's right. And it seemed obvious to me
267
1057330
3000
Mann: Ja, so. Und ich dachte,
17:40
that it was probably the number of people on it.
268
1060330
3000
das läge an der Anzahl der Leute auf der Brücke.
17:44
Interviewer: Were they deliberately walking in step, or anything like that?
269
1064330
4000
Interviewer: Liefen die Leute mit Absicht so?
17:48
Man: No, they just had to conform to the movement of the bridge.
270
1068330
4000
Mann: Nein, sie mussten sich nur der Bewegung der Brücke anpassen.
17:52
Steven Strogatz: All right, so that already gives you a hint of what happened.
271
1072330
3000
Steven Strogatz: Das gibt Ihnen schon einen Eindruck, was passierte.
17:55
Think of the bridge as being like this platform.
272
1075330
4000
Die Brücke ist wie diese Plattform.
17:59
Think of the people as being like metronomes.
273
1079330
3000
Die Leute darauf sind wie die Metronome.
18:02
Now, you might not be used to thinking of yourself as a metronome,
274
1082330
3000
Jetzt hält man sich normalerweise ja nicht für ein Metronom,
18:05
but after all, we do walk like -- I mean, we oscillate back and forth as we walk.
275
1085330
4000
aber wir laufen alle – wir oszillieren vor und zurück beim Laufen.
18:09
And especially if we start to walk like those people did, right?
276
1089330
3000
Und besonders wenn wir so laufen wie diese Leute es taten, nicht wahr?
18:12
They all showed this strange sort of skating gait
277
1092330
4000
Sie alle zeigen diesen seltsamen Schlittschuhschritt,
18:16
that they adopted once the bridge started to move.
278
1096330
3000
in den sie verfielen, sobald die Brücke anfing sich zu bewegen.
18:19
And so let me show you now the footage of the bridge.
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3000
Und jetzt zeige ich Ihnen Videos von der Brücke.
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But also, after you see the bridge on opening day, you'll see an interesting clip
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4000
Aber nachdem Sie die Brücke zur Eröffnung sehen, zeige ich noch ein Video
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of work done by a bridge engineer at Cambridge named Allan McRobie,
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5000
mit einer Arbeit eines Brückenbauingenieurs in Cambridge namens Allan McRobie,
18:31
who figured out what happened on the bridge,
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2000
der herausfand, was auf der Brücke passiert war
18:33
and who built a bridge simulator to explain exactly what the problem was.
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4000
und einen Brückensimulator baute, um das Problem genau zu erklären.
18:37
It was a kind of unintended positive feedback loop
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4000
Es war eine unerwartete Rückkopplungsschleife
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between the way the people walked and the way the bridge began to move,
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zwischen der Gangart der Leute und der Art, wie die Brücke sich bewegte,
18:44
that engineers knew nothing about.
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über die Ingenieure nichts wussten.
18:46
Actually, I think the first person you'll see
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2000
Die erste Person, die Sie sehen,
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is the young engineer who was put in charge of this project. Okay.
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4000
ist der junge Ingenieur, der mit dem Projekt beauftragt worden war. Gut.
18:53
(Video) Interviewer: Did anyone get hurt? Engineer: No.
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(Video) Interviewer: Wurde jemand verletzt? Ingenieur: Nein.
18:55
Interviewer: Right. So it was quite small -- Engineer: Yes. Interviewer: -- but real?
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3000
Interviewer: Gut. Also war es recht klein. Ingenieur: Ja. Interviewer: Aber real?
18:58
Engineer: Absolutely. Interviewer: You thought, "Oh, bother."
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3000
Ingenieur: Absolut. Interviewer: Sie dachten bestimmt "Oh, Mist."
19:01
Engineer: I felt I was disappointed about it.
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3000
Ingenieur: Ich empfand Enttäuschung darüber.
19:04
We'd spent a lot of time designing this bridge, and we'd analyzed it,
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4000
Wir hatten eine Menge Zeit mit dem Design der Brücke verbracht,
19:08
we'd checked it to codes -- to heavier loads than the codes --
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3000
hatten sie analysiert und auf riesige Lasten geprüft –
19:11
and here it was doing something that we didn't know about.
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3000
und hier war etwas, worüber wir nichts wussten.
19:14
Interviewer: You didn't expect. Engineer: Exactly.
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2000
Interviewer: Das Sie nicht erwartet hatten. Ingenieur: Genau.
19:16
Narrator: The most dramatic and shocking footage
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Erzähler: Das dramatischste und schockierendste Video
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shows whole sections of the crowd -- hundreds of people --
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zeigt einen Großteil der Masse – Hunderte von Leuten –
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apparently rocking from side to side in unison,
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2000
die sich anscheinend einheitlich von Seite zu Seite wiegen,
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not only with each other, but with the bridge.
300
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nicht miteinander, sondern mit der Brücke.
19:27
This synchronized movement seemed to be driving the bridge.
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4000
Diese synchronisierte Bewegung schien die Brücke anzutreiben.
19:31
But how could the crowd become synchronized?
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3000
Aber wie konnte die Masse sich synchronisieren?
19:34
Was there something special about the Millennium Bridge that caused this effect?
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4000
Gab es etwas besonders an der Millennium Bridge, das dies verursachte?
19:38
This was to be the focus of the investigation.
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1178330
4000
Darauf sollte sich die Untersuchung konzentrieren.
19:42
Interviewer: Well, at last the simulated bridge is finished, and I can make it wobble.
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6000
Interviewer: Endlich ist die Simulation fertig und ich kann sie zum Wackeln bringen.
19:49
Now, Allan, this is all your fault, isn't it? Allan McRobie: Yes.
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Also, Allan, das war alles Ihre Schuld, oder? Allan McRobie: Ja.
19:53
Interviewer: You designed this, yes, this simulated bridge,
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2000
Interviewer: Sie entwarfen diese, ja, diese simulierte Brücke,
19:55
and this, you reckon, mimics the action of the real bridge?
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3000
und die, sagen Sie, verhält sich so wie die richtige Brücke?
19:58
AM: It captures a lot of the physics, yes.
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2000
AM: Sie simuliert einen Großteil der Physik, ja.
20:00
Interviewer: Right. So if we get on it, we should be able to wobble it, yes?
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3000
Interviewer: Okay. Also wenn wir uns draufstellen, können wir darauf wackeln?
20:06
Allan McRobie is a bridge engineer from Cambridge who wrote to me,
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3000
Allan McRobie ist ein Brückenbauingenieur aus Cambridge, der mir schrieb,
20:09
suggesting that a bridge simulator ought to wobble
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dass ein Brückensimulator genau so
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in the same way as the real bridge --
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2000
wackeln könnte wie die echte Brücke –
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provided we hung it on pendulums of exactly the right length.
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wenn wir es an Pendeln mit exakt der richtigen Länge aufhingen.
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AM: This one's only a couple of tons, so it's fairly easy to get going.
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AM: Die hier wiegt nur ein paar Tonnen, sie geht also recht schnell los.
20:19
Just by walking. Interviewer: Well, it's certainly going now.
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3000
Nur indem man drüberläuft. Jetzt hat sie angefangen.
20:22
AM: It doesn't have to be a real dangle. Just walk. It starts to go.
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AM: Man muss nicht rüberschlendern. Einfach loslaufen und sie fängt an.
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Interviewer: It's actually quite difficult to walk.
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Interviewer: Es ist richtig schwierig, loszulaufen.
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You have to be careful where you put your feet down, don't you,
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Man muss vorsichtig sein, wohin man den Fuß setzt, oder,
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because if you get it wrong, it just throws you off your feet.
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denn wenn man ihn falsch setzt, wirst du von den Füßen geworfen.
20:34
AM: It certainly affects the way you walk, yes. You can't walk normally on it.
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AM: Ja, das Gehen verändert sich schon. Man kann nicht normal darauf laufen.
20:39
Interviewer: No. If you try and put one foot in front of another,
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Interviewer: Nein. Wenn man versucht, einen Fuß vor den anderen zu setzen,
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it's moving your feet away from under you. AM: Yes.
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3000
dann bewegt sie die Füße unter einem weg. AM: Ja.
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Interviewer: So you've got to put your feet out sideways.
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2000
Interviewer: Also muss man die Füße seitlich stellen.
20:47
So already, the simulator is making me walk in exactly the same way
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3000
Also lässt mich der Simulator schon genau so laufen,
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as our witnesses walked on the real bridge.
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2000
wie unsere Zeugen auf der echten Brücke liefen.
20:52
AM: ... ice-skating gait. There isn't all this sort of snake way of walking.
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AM: Schlittschuhschritt. Dann gibt es noch diese Schlangenbewegung.
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Interviewer: For a more convincing experiment,
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Interviewer: Für ein überzeugenderes Experiment
20:57
I wanted my own opening-day crowd, the sound check team.
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wollte ich meine eigene Masse am Eröffnungstag, das Audioteam.
21:00
Their instructions: just walk normally.
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Ihre Anweisung: Lauft ganz normal.
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It's really intriguing because none of these people is trying to drive it.
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Es ist echt faszinierend, denn niemand dieser Leute versucht, sie zu bewegen.
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They're all having some difficulty walking.
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Sie haben alle Gehschwierigkeiten.
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And the only way you can walk comfortably is by getting in step.
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Und die einzige Art, gut voranzukommen, ist dieser Schritt.
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But then, of course, everyone is driving the bridge.
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Aber dann treibt natürlich jeder die Brücke an.
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You can't help it. You're actually forced by the movement of the bridge to get into step,
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Man kann nichts dagegen tun. Die Brückenbewegung erzwingt diesen Schritt,
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and therefore to drive it to move further.
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und der führt dazu, dass sie sich weiter bewegt.
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SS: All right, well, with that from the Ministry of Silly Walks,
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SS: Mit diesem Beitrag vom Ministry of Silly Walks
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maybe I'd better end. I see I've gone over.
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höre ich besser auf. Ich habe auch überzogen.
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But I hope that you'll go outside and see the world in a new way,
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Aber ich hoffe, dass Sie beim Rausgehen die Welt mit neuen Augen sehen,
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to see all the amazing synchrony around us. Thank you.
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und diese faszinierende Synchronität um uns sehen. Danke.
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(Applause)
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(Applaus)
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