TED2004
Steven Strogatz: The science of sync
スティーヴン・ストロガッツ: 驚くべきシンクロ現象
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数学者スティーヴン・ストロガッツが、鳥、蛍、魚といった生物の群が誰の号令もなしにどうやって調和のとれた行動が出来るのかを説明します。無生物にも同調現象が発生します。
Steven Strogatz - Mathematician
In his work in applied mathematics, Steven Strogatz studies the way math and biology intersect. Full bio
In his work in applied mathematics, Steven Strogatz studies the way math and biology intersect. Full bio
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シンクロすることが幸福にどう繋がるのか
00:19
I was trying to think, how is sync connected to happiness,
0
1000
2000
00:21
and it occurred to me that for some reason we take pleasure in synchronizing.
1
3000
7000
ずっと考えてきました
ダンスや合唱のように シンクロすることに
00:28
We like to dance together, we like singing together.
2
10000
3000
私たちは喜びを感じるようです
00:31
And so, if you'll put up with this, I would like to enlist your help
3
13000
5000
ですから まずは
みなさんの助けをかりて
みなさんの助けをかりて
実験で確認したいと思います
00:36
with a first experiment today. The experiment is --
4
18000
4000
ところで みなさんが先ほど拍手したとき
00:40
and I notice, by the way, that when you applauded,
5
22000
3000
アメリカ流に リズムを取らずに
00:43
that you did it in a typical North American way,
6
25000
2000
00:45
that is, you were raucous and incoherent.
7
27000
4000
ガヤガヤと拍手していましたね
00:49
You were not organized. It didn't even occur to you to clap in unison.
8
31000
5000
そもそもリズムを取ること自体
考えていなかったのでしょう
00:54
Do you think you could do it? I would like to see if this audience would --
9
36000
4000
ではみなさんは リズムを揃えて拍手できるでしょうか
00:58
no, you haven't practiced, as far as I know --
10
40000
2000
練習したことはありませんよね
01:00
can you get it together to clap in sync?
11
42000
3000
シンクロした拍手ができるでしょうか?
(拍手)
01:04
(Clapping)
12
46000
9000
(徐々にリズムが揃い 早くなってゆく)
これが我々が創発的行動と呼ぶものです
01:14
Whoa! Now, that's what we call emergent behavior.
13
56000
2000
01:16
(Laughter)
14
58000
2000
(笑)
これは予想外でした
01:18
So I didn't expect that, but -- I mean, I expected you could synchronize.
15
60000
4000
シンクロできるのは予想していましたが
01:22
It didn't occur to me you'd increase your frequency.
16
64000
3000
リズムが早まっていったのは予想外です
01:25
It's interesting.
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67000
2000
興味深いです
01:27
(Laughter)
18
69000
3000
(笑)
01:30
So what do we make of that? First of all, we know that you're all brilliant.
19
72000
4000
これから何がわかるでしょうか？
ここにいるみなさんは賢いです
01:34
This is a room full of intelligent people, highly sensitive.
20
76000
4000
ここには知的で感受性の高い方々が集まっています
01:38
Some trained musicians out there.
21
80000
3000
それにプロの音楽家もいますね
01:41
Is that what enabled you to synchronize?
22
83000
2000
それがシンクロできる理由でしょうか?
01:43
So to put the question a little more seriously,
23
85000
3000
そこで少し真面目な質問をしましょう
01:46
let's ask ourselves what are the minimum requirements for what you just did,
24
88000
4000
みなさんが今やったような 自発的な同調をするのに
01:50
for spontaneous synchronization.
25
92000
3000
最低限必要なのは何でしょう？
01:53
Do you need, for instance, to be as smart as you are?
26
95000
4000
みなさんぐらい賢くなければいけないのでしょうか?
01:57
Do you even need a brain at all just to synchronize?
27
99000
7000
そもそもシンクロするのに頭脳は必要でしょうか?
02:04
Do you need to be alive? I mean, that's a spooky thought, right?
28
106000
5000
生物である必要は?
ただの物体が勝手にシンクロするというのは
02:09
Inanimate objects that might spontaneously synchronize themselves.
29
111000
5000
ちょっと気味が悪いですよね
02:14
It's real. In fact, I'll try to explain today that sync is maybe one of,
30
116000
7000
でも今日は 実際そのようなシンクロが
自然界ではとてもありふれた現象だということを
自然界ではとてもありふれた現象だということを
02:21
if not one of the most, perhaps the most pervasive drive in all of nature.
31
123000
4000
説明したいと思います
02:25
It extends from the subatomic scale to the farthest reaches of the cosmos.
32
127000
6000
素粒子の世界から宇宙全体までの
あらゆるスケールで
あらゆるスケールで
02:31
It's a deep tendency toward order in nature
33
133000
4000
我々が教わったエントロピーの法則と反対に
02:35
that opposes what we've all been taught about entropy.
34
137000
3000
秩序へと向う傾向があります
02:38
I mean, I'm not saying the law of entropy is wrong -- it's not.
35
140000
3000
エントロピーの法則は間違いではありません
02:41
But there is a countervailing force in the universe --
36
143000
2000
しかし自然界にはこの法則に対抗して
自生的秩序を生み出す力があります
自生的秩序を生み出す力があります
02:43
the tendency towards spontaneous order. And so that's our theme.
37
145000
5000
しかし自然界にはこの法則に対抗して
自生的秩序を生み出す力があります
自生的秩序を生み出す力があります
これが今日のテーマです
02:48
Now, to get into that, let me begin with what might have occurred to you immediately
38
150000
4000
自然界でのシンクロを語るときに
02:52
when you hear that we're talking about synchrony in nature,
39
154000
4000
みなさんが最初に思い浮べるのは
02:56
which is the glorious example of birds that flock together,
40
158000
6000
鳥や魚などが群になって
03:02
or fish swimming in organized schools.
41
164000
4000
行動することではないでしょうか
03:06
So these are not particularly intelligent creatures,
42
168000
4000
鳥や魚は特別に賢い生物ではありませんが
03:10
and yet, as we'll see, they exhibit beautiful ballets.
43
172000
3000
すばらしいバレエを披露してくれます
（音楽）
03:15
This is from a BBC show called "Predators,"
44
177000
2000
これはBBCの『捕食者』からの映像で
見ているのは防衛のための同調現象です
見ているのは防衛のための同調現象です
03:17
and what we're looking at here are examples of synchrony that have to do with defense.
45
179000
5000
これはBBCの『捕食者』からの映像で
見ているのは防衛のための同調現象です
見ているのは防衛のための同調現象です
小鳥や魚のように小さく無防備なものは
03:23
When you're small and vulnerable, like these starlings,
46
185000
3000
03:26
or like the fish, it helps to swarm to avoid predators, to confuse predators.
47
188000
7000
捕食者を避けたり困惑させるため 群になります
03:35
Let me be quiet for a second because this is so gorgeous.
48
197000
3000
しばらく この素晴しい映像に集中しましょう
（音楽）
03:53
For a long time, biologists were puzzled by this behavior,
49
215000
3000
生物学者は以前から
群れ行動のメカニズムについて悩んでいました
群れ行動のメカニズムについて悩んでいました
03:56
wondering how it could be possible.
50
218000
2000
生物学者は以前から
群れ行動のメカニズムについて悩んでいました
群れ行動のメカニズムについて悩んでいました
普通 シンクロするには統率者が必要です
03:59
We're so used to choreography giving rise to synchrony.
51
221000
3000
しかしこれらの生物には統率者はいません
04:03
These creatures are not choreographed.
52
225000
2000
自分たちだけでシンクロしているのです
04:05
They're choreographing themselves.
53
227000
2000
最近になってやっと
科学的メカニズムが分かってきました
科学的メカニズムが分かってきました
04:09
And only today is science starting to figure out how it works.
54
231000
3000
04:13
I'll show you a computer model made by Iain Couzin, a researcher at Oxford,
55
235000
6000
オクスフォードの研究者イアン・クザンによる
コンピュータモデルを
コンピュータモデルを
04:19
that shows how swarms work.
56
241000
2000
ご覧いただきましょう
04:21
There are just three simple rules.
57
243000
2000
簡単なルールが三つあります
04:24
First, all the individuals are only aware of their nearest neighbors.
58
246000
4000
まず それぞれの個体は 一番近い仲間だけに注意しています
04:29
Second, all the individuals have a tendency to line up.
59
251000
3000
次に 全部の個体は隊列を組む傾向にあります
04:33
And third, they're all attracted to each other,
60
255000
3000
最後に 互いに近付こうとしますが
04:36
but they try to keep a small distance apart.
61
258000
2000
最低限の間隔を保とうとします
04:39
And when you build those three rules in,
62
261000
3000
この3つのルールを組み込むと
04:42
automatically you start to see swarms
63
264000
2000
自動的に まるで魚や鳥のような
04:44
that look very much like fish schools or bird flocks.
64
266000
3000
群の動作が発生するのです
04:48
Now, fish like to stay close together, about a body length apart.
65
270000
4000
なお 魚は 体長と同じくらいの距離を互いに保とうとします
04:52
Birds try to stay about three or four body lengths apart.
66
274000
3000
鳥の場合は体長の3〜4倍くらいの距離です
04:55
But except for that difference, the rules are the same for both.
67
277000
3000
距離の違いを除けば ルールはまったく同じです
（音楽）
05:04
Now, all this changes when a predator enters the scene.
68
286000
3000
ここで捕食者が現われると
動きが全く変わります
動きが全く変わります
実は「捕食者が来たら逃げろ」という
4番目のルールがあります
4番目のルールがあります
05:09
There's a fourth rule: when a predator's coming, get out of the way.
69
291000
5000
（音楽）
05:23
Here on the model you see the predator attacking.
70
305000
3000
このモデルでは 捕食者が攻撃をしています
そしてたら 獲物はランダムな方向に逃げ
05:28
The prey move out in random directions,
71
310000
2000
05:30
and then the rule of attraction brings them back together again,
72
312000
3000
そして お互いに近付くというルールのために また集まります
05:33
so there's this constant splitting and reforming.
73
315000
3000
別れては集まることが 繰り返されます
自然界で観察されていることですよね
自然界で観察されていることですよね
別れては集まることが 繰り返されます
自然界で観察されていることですよね
自然界で観察されていることですよね
05:37
And you see that in nature.
74
319000
2000
（音楽）
05:47
Keep in mind that, although it looks as if each individual is acting to cooperate,
75
329000
6000
互いに協調して行動してるように見えますが
05:53
what's really going on is a kind of selfish Darwinian behavior.
76
335000
4000
実はダーウィン的な 自己中心的の行動です
05:57
Each is scattering away at random to try to save its scales or feathers.
77
339000
4000
それぞれが自分自身を守るために
ランダムに逃げています
ランダムに逃げています
06:03
That is, out of the desire to save itself,
78
345000
3000
この 自分自身を守りたいという願望から
それぞれがルールを守っており
それぞれがルールを守っており
この 自分自身を守りたいという願望から
それぞれがルールを守っており
それぞれがルールを守っており
06:06
each creature is following these rules,
79
348000
3000
それが結果的に群全体の安全に繋がっています
06:09
and that leads to something that's safe for all of them.
80
351000
2000
06:11
Even though it looks like they're thinking as a group, they're not.
81
353000
3000
群全体として考えているように見えますが
実際は違うのです
実際は違うのです
（音楽）
06:32
You might wonder what exactly is the advantage to being in a swarm,
82
374000
3000
群れで行動することの利点はなんでしょうか？
06:35
so you can think of several.
83
377000
2000
いくつかあります
06:37
As I say, if you're in a swarm, your odds of being the unlucky one
84
379000
4000
たとえば 大きな群の中のほうが小さな集団よりも
06:41
are reduced as compared to a small group.
85
383000
3000
天敵に食べられる可能性は少ないでしょう
06:45
There are many eyes to spot danger.
86
387000
3000
危険を察知する目も 沢山あります
06:48
And you'll see in the example with the starlings, with the birds,
87
390000
7000
また 小鳥の例でお見せするように
ハヤブサが小鳥の群に攻撃を仕掛けると
06:55
when this peregrine hawk is about to attack them,
88
397000
2000
06:57
that actually waves of panic can propagate,
89
399000
3000
パニックの波が危険信号として
07:00
sending messages over great distances.
90
402000
3000
非常に遠くまで伝わります
07:03
You'll see -- let's see, it's coming up possibly at the very end -- maybe not.
91
405000
8000
ごらんください
このすぐ後に見れるはずなんですが…
とりあえず このメカニズムにより
非常に短時間で
非常に短時間で
07:12
Information can be sent over half a kilometer away
92
414000
3000
07:15
in a very short time through this mechanism.
93
417000
3000
500mもの距離を情報が伝わります
07:20
Yes, it's happening here.
94
422000
2000
あ ここで見れましたね
07:22
See if you can see those waves propagating through the swarm.
95
424000
3000
群のなかを波が伝わってゆくのがわかりますね
07:26
It's beautiful. The birds are, we sort of understand, we think,
96
428000
4000
コンピュータのおかげで 小鳥の群については
07:30
from that computer model, what's going on.
97
432000
2000
少しは分かってきました
07:32
As I say, it's just those three simple rules,
98
434000
2000
この単純な3つのルールと
07:34
plus the one about watch out for predators.
99
436000
2000
捕食者に注意するということだけです
07:36
There doesn't seem to be anything mystical about this.
100
438000
3000
簡単なように思えます
07:39
We don't, however, really understand at a mathematical level.
101
441000
3000
しかし 実は 数学レベルでの解明は
できていません
できていません
07:42
I'm a mathematician. We would like to be able to understand better.
102
444000
4000
私は数学者です もっと詳しく理解したい
07:46
I mean, I showed you a computer model, but a computer is not understanding.
103
448000
3000
お見せしたコンピュータモデルは 現象を
07:49
A computer is, in a way, just another experiment.
104
451000
3000
理解せずに 実験を行ってるだけなのです
07:52
We would really like to have a deeper insight into how this works
105
454000
3000
この現象がどうやって発生しているのか
07:55
and to understand, you know, exactly where this organization comes from.
106
457000
5000
どうやって秩序が生れているのか
もっと深く知りたい
もっと深く知りたい
3つのルールから どうやって秩序が生れるのでしょうか？
08:00
How do the rules give rise to the patterns?
107
462000
2000
08:02
There is one case that we have begun to understand better,
108
464000
3000
実は 蛍についてはもう少し詳しく
08:05
and it's the case of fireflies.
109
467000
3000
解明されてきています
08:08
If you see fireflies in North America,
110
470000
2000
北米における蛍の発光は
08:10
like so many North American sorts of things,
111
472000
2000
他の北米の流儀に従って
08:12
they tend to be independent operators. They ignore each other.
112
474000
4000
互いのことは無視してバラバラに行動します
08:16
They each do their own thing, flashing on and off,
113
478000
2000
近くの仲間のことは無視して
08:18
paying no attention to their neighbors.
114
480000
2000
それぞれが光を点滅させます
08:20
But in Southeast Asia -- places like Thailand or Malaysia or Borneo --
115
482000
5000
しかし東南アジアでは 雄の蛍が
08:25
there's a beautiful cooperative behavior that occurs among male fireflies.
116
487000
5000
美しい協調的な行動をするのです
08:30
You can see it every night along the river banks.
117
492000
3000
川縁で毎晩その様子を見れます
08:33
The trees, mangrove trees, are filled with fireflies communicating with light.
118
495000
5000
マングローブの木々が
光で交信しあう蛍であふれるのです
光で交信しあう蛍であふれるのです
08:38
Specifically, it's male fireflies who are all flashing in perfect time together,
119
500000
5000
特に 雄の蛍は完璧なタイミングでシンクロして
08:43
in perfect synchrony, to reinforce a message to the females.
120
505000
4000
雌に強いメッセージを送るのです
08:47
And the message, as you can imagine, is "Come hither. Mate with me."
121
509000
4000
「ここだよ オレと交尾してくれ」
というメッセージです
というメッセージです
(音楽)
08:52
(Music)
122
514000
6000
08:59
In a second I'm going to show you a slow motion of a single firefly
123
521000
4000
これから 蛍一匹のスローモーションをお見せしましょう
09:03
so that you can get a sense. This is a single frame.
124
525000
3000
これが動画１フレームです
09:06
Then on, and then off -- a 30th of a second, there.
125
528000
5000
光って 消えて これで1/30秒です
09:11
And then watch this whole river bank, and watch how precise the synchrony is.
126
533000
4000
では川縁全体の映像で
シンクロの正確さをご覧下さい
シンクロの正確さをご覧下さい
（音楽）
09:18
On, more on and then off.
127
540000
3000
光って さらに光って そして消えます
（音楽）
09:27
The combined light from these beetles -- these are actually tiny beetles --
128
549000
3000
小さな虫たちの光も 集まると非常に明るく
09:30
is so bright that fishermen out at sea can use them
129
552000
3000
海に出た漁師たちが自分の家に戻るために
09:33
as navigating beacons to find their way back to their home rivers. It's stunning.
130
555000
4000
灯台として使うくらいです
すごいですよね
すごいですよね
09:37
For a long time it was not believed
131
559000
2000
フランシス・ドレイクのような
09:39
when the first Western travelers, like Sir Francis Drake,
132
561000
3000
初期の探検家達がタイで見た
09:42
went to Thailand and came back with tales of this unbelievable spectacle.
133
564000
4000
この驚くべき光景のことを
長いこと 誰も信じませんでした
09:46
No one believed them.
134
568000
2000
09:48
We don't see anything like this in Europe or in the West.
135
570000
3000
ヨーロッパではこのような光景は見れません
09:51
And for a long time, even after it was documented,
136
573000
3000
正式に記録された後でも長いこと
09:54
it was thought to be some kind of optical illusion.
137
576000
2000
錯覚の一種だと考えられていました
09:56
Scientific papers were published saying it was twitching eyelids
138
578000
3000
瞼の痙攣だ という論文が出版されたり
09:59
that explained it, or, you know, a human being's tendency
139
581000
4000
何もないところにパターンを見い出そうとする
人間の認識能力が
人間の認識能力が
原因だと説明されました
10:03
to see patterns where there are none.
140
585000
2000
10:05
But I hope you've convinced yourself now, with this nighttime video,
141
587000
3000
でも この夜景のビデオを見れば
本当にシンクロしてると
本当にシンクロしてると
10:08
that they really were very well synchronized.
142
590000
3000
みなさんも納得されたでしょう
10:11
Okay, well, the issue then is, do we need to be alive
143
593000
3000
このような自生的秩序を生み出すのは
10:14
to see this kind of spontaneous order,
144
596000
2000
何も生きているものばかりではない
10:16
and I've already hinted that the answer is no.
145
598000
3000
ということを先程 ほのめかしました
10:21
Well, you don't have to be a whole creature.
146
603000
2000
そう 完全な生命体ではなくても
10:23
You can even be just a single cell.
147
605000
2000
たとえば あなたの心臓を鼓動させている
10:25
Like, take, for instance, your pacemaker cells in your heart right now.
148
607000
3000
心臓のペースメーカ細胞のように
独立した細胞でも十分なのです
独立した細胞でも十分なのです
10:28
They're keeping you alive.
149
610000
2000
心臓のペースメーカ細胞のように
独立した細胞でも十分なのです
独立した細胞でも十分なのです
10:30
Every beat of your heart depends on this crucial region, the sinoatrial node,
150
612000
5000
心臓の鼓動は 洞房結節により生み出されています
10:35
which has about 10,000 independent cells that would each beep,
151
617000
4000
この一万個の独立した細胞群は 電気的なリズム
10:39
have an electrical rhythm -- a voltage up and down --
152
621000
3000
つまり電圧の上下によって信号を心室へと伝えています
10:42
to send a signal to the ventricles to pump.
153
624000
3000
つまり電圧の上下によって信号を心室へと伝えています
10:45
Now, your pacemaker is not a single cell.
154
627000
3000
このペースメーカーは ひとつの細胞ではありません
10:48
It's this democracy of 10,000 cells that all have to fire in unison
155
630000
3000
1万の細胞が協調して放電することによって
10:51
for the pacemaker to work correctly.
156
633000
2000
はじめて正しく動くのです
10:54
I don't want to give you the idea that synchrony is always a good idea.
157
636000
3000
しかし シンクロするのは常に良いことではありません
10:57
If you have epilepsy, there is an instance of billions of brain cells, or at least millions,
158
639000
5000
癲癇(てんかん)の発作では 10億もの細胞が
病的に協調して同時に放電します
11:02
discharging in pathological concert.
159
644000
3000
ですから 同調するということは
良いこととは限らないのです
良いこととは限らないのです
11:06
So this tendency towards order is not always a good thing.
160
648000
3000
レーザ光線は 生物でも細胞でもない
シンクロ現象で 原子レベルでの
シンクロ現象で 原子レベルでの
11:10
You don't have to be alive. You don't have to be even a single cell.
161
652000
3000
11:13
If you look, for instance, at how lasers work,
162
655000
3000
レーザ光線は 生物でも細胞でもない
シンクロ現象で 原子レベルでの
シンクロ現象で 原子レベルでの
11:16
that would be a case of atomic synchrony.
163
658000
3000
調和によって発生します
11:19
In a laser, what makes laser light so different from the light above my head here
164
661000
4000
この天井の照明とレーザとの決定的な違いは
11:23
is that this light is incoherent --
165
665000
2000
干渉性にあります
11:25
many different colors and different frequencies,
166
667000
3000
天井の照明は みなさんの最初の拍手のように
11:28
sort of like the way you clapped initially --
167
670000
3000
さまざまな色 周波数が混じっています
11:31
but if you were a laser, it would be rhythmic applause.
168
673000
3000
しかしレーザ光は リズムの揃った拍手です
11:34
It would be all atoms pulsating in unison,
169
676000
2000
すべての原子が同じように振動して
11:36
emitting light of one color, one frequency.
170
678000
3000
ひとつの色 周波数を発しているのです
さて ここからが私のプレゼンの
一番むずかしいところです
一番むずかしいところです
11:40
Now comes the very risky part of my talk,
171
682000
3000
11:43
which is to demonstrate that inanimate things can synchronize.
172
685000
4000
非生命体がシンクロする例をお見せしたいと思います
11:47
Hold your breath for me.
173
689000
2000
息を飲んで見守って下さい
11:49
What I have here are two empty water bottles.
174
691000
4000
ここにあるのは空のペットボトルが２つ
11:56
This is not Keith Barry doing a magic trick.
175
698000
2000
手品を披露しようというわけではなくて
11:58
This is a klutz just playing with some water bottles.
176
700000
5000
不器用な人間がペットボトルとたわむれてるだけです
12:03
I have some metronomes here.
177
705000
2000
ここにメトロノームもあります
12:08
Can you hear that?
178
710000
2000
聞こえますか?
12:12
All right, so, I've got a metronome,
179
714000
2000
それから これは世界最小のメトロノームです
12:14
and it's the world's smallest metronome, the -- well, I shouldn't advertise.
180
716000
4000
... おっと 宣伝はダメでしたね
12:18
Anyway, so this is the world's smallest metronome.
181
720000
3000
とにかく 最小のメトロノームです
12:21
I've set it on the fastest setting, and I'm going to now take
182
723000
3000
これを一番早い設定にしてみます
12:24
another one set to the same setting.
183
726000
2000
もうひとつも同じにします
12:28
We can try this first. If I just put them on the table together,
184
730000
3000
まずはテーブルに置いて試してみましょう
この２つがシンクロする理由はありませんし
多分しないでしょう
多分しないでしょう
12:33
there's no reason for them to synchronize, and they probably won't.
185
735000
3000
（メトロノームの音）
12:42
Maybe you'd better listen to them. I'll stand here.
186
744000
2000
ここに立ったほうが良く聞こえますね
（さっきより少し大きくなったメトロノームの音）
周期が完全に同じではないので
12:49
What I'm hoping is that they might just drift apart
187
751000
2000
12:51
because their frequencies aren't perfectly the same.
188
753000
2000
徐々にズレてゆくはずです
（徐々にずれるメトロノームの音）
ほら ズレました
13:01
Right? They did.
189
763000
2000
互いにコミュニケーションできないからです
13:03
They were in sync for a while, but then they drifted apart.
190
765000
2000
13:07
And the reason is that they're not able to communicate.
191
769000
2000
メトロノームがコミュニケーションだなんて
13:09
Now, you might think that's a bizarre idea.
192
771000
2000
おかしな考え方だと思いますよね?
13:11
How can metronomes communicate?
193
773000
2000
でも 実は 機械的な作用で出来るのです
13:14
Well, they can communicate through mechanical forces.
194
776000
3000
13:17
So I'm going to give them a chance to do that.
195
779000
2000
そのためのチャンスを用意しましょう
13:19
I also want to wind this one up a bit. How can they communicate?
196
781000
3000
この２つを 動く台に乗せます
13:22
I'm going to put them on a movable platform,
197
784000
2000
13:24
which is the "Guide to Graduate Study at Cornell." Okay? So here it is.
198
786000
9000
「コーネル大学院ガイド」という台です
（笑）
さて どうなるでしょうか
13:33
Let's see if we can get this to work.
199
795000
2000
13:37
My wife pointed out to me that it will work better if I put both on at the same time
200
799000
4000
嫁さんには 全体がひっくり返ってしまわないように
13:41
because otherwise the whole thing will tip over.
201
803000
2000
同時に載せろと言われたのですが…
13:43
All right. So there we go. Let's see. OK, I'm not trying to cheat --
202
805000
7000
できましたね さてと…
さらにズルをしないため
ズレた状態から始めたいのですが
ズレた状態から始めたいのですが
13:50
let me start them out of sync. No, hard to even do that.
203
812000
5000
それもまた難しいんです
（メトロノームの音 ずれていたのが徐々に同じリズムになる）
14:08
(Applause)
204
830000
4000
(拍手)
よし ではまたズレてしまう前に下ろしましょう
14:12
All right. So before any one goes out of sync, I'll just put those right there.
205
834000
5000
(笑)
14:17
(Laughter)
206
839000
1000
14:18
Now, that might seem a bit whimsical,
207
840000
2000
ちょっと奇妙に思えるでしょうが
14:20
but this pervasiveness of this tendency towards spontaneous order
208
842000
5000
このように ありふれている 自生的秩序の発生が
14:25
sometimes has unexpected consequences.
209
847000
4000
思いもしない結果につながることがあります
14:29
And a clear case of that,
210
851000
2000
良い例として
2000年のロンドンで起きた事件があります
2000年のロンドンで起きた事件があります
14:31
was something that happened in London in the year 2000.
211
853000
3000
良い例として
2000年のロンドンで起きた事件があります
2000年のロンドンで起きた事件があります
14:34
The Millennium Bridge was supposed to be the pride of London --
212
856000
3000
テムズ川の美しい ミレニアム・ブリッジは
14:37
a beautiful new footbridge erected across the Thames,
213
859000
4000
100年にわたるロンドンの歴史の中で
テムズ川を渡す
テムズ川を渡す
14:41
first river crossing in over 100 years in London.
214
863000
4000
最初の歩行者橋になる 誇るべき事業でした
14:45
There was a big competition for the design of this bridge,
215
867000
3000
橋のデザインは 大きなコンテストで選ばれ
14:48
and the winning proposal was submitted by an unusual team --
216
870000
4000
勝利したのは 卓越したチームでした
14:52
in the TED spirit, actually -- of an architect --
217
874000
3000
メンバーのノーマン・フォスター卿はおそらく
14:55
perhaps the greatest architect in the United Kingdom, Lord Norman Foster --
218
877000
4000
TED精神を体現した イギリスの最も偉大な建築家でしょう
14:59
working with an artist, a sculptor, Sir Anthony Caro,
219
881000
5000
共に働くのは彫刻家のアンソニー・カロ
15:04
and an engineering firm, Ove Arup.
220
886000
4000
そして設計事務所オヴ・アラップ
15:08
And together they submitted a design based on Lord Foster's vision,
221
890000
5000
フォスター卿が子供の時に読んだ
漫画をもとにしたデザインで優勝しました
15:13
which was -- he remembered as a kid reading Flash Gordon comic books,
222
895000
4000
その漫画では 主人公のフラッシュ・ゴードンが
15:17
and he said that when Flash Gordon would come to an abyss,
223
899000
3000
15:20
he would shoot what today would be a kind of a light saber.
224
902000
3000
断崖でライトセイバーのようなものを投げます
15:23
He would shoot his light saber across the abyss, making a blade of light,
225
905000
4000
投げられたライトセイバーは断崖をまたぐ
一筋の光となり
一筋の光となり
15:27
and then scamper across on this blade of light.
226
909000
2000
その光の上を駆け抜けるのです
15:29
He said, "That's the vision I want to give to London.
227
911000
2000
「テムズを渡す光が私のビジョンだ」
15:31
I want a blade of light across the Thames."
228
913000
3000
とフォスター卿は語りました
15:35
So they built the blade of light,
229
917000
2000
そうしてできあがった一筋の光が
15:37
and it's a very thin ribbon of steel, the world's --
230
919000
6000
うすい鋼鉄のリボンでできた
ケーブルが橋の側面に設置された
15:43
probably the flattest and thinnest suspension bridge there is,
231
925000
3000
15:46
with cables that are out on the side.
232
928000
3000
世界で最も薄く平らな吊り橋でした
15:49
You're used to suspension bridges with big droopy cables on the top.
233
931000
3000
普通 吊り橋は上からケーブルで吊っていますが
15:52
These cables were on the side of the bridge,
234
934000
3000
この橋のケーブルは橋の横にあって
15:55
like if you took a rubber band and stretched it taut across the Thames --
235
937000
4000
まるで輪ゴムをテムズ側にピンと張ったように
15:59
that's what's holding up this bridge.
236
941000
2000
橋を支えているのです
16:01
Now, everyone was very excited to try it out.
237
943000
2000
みんなが橋を渡りたいと思っていたので
開通日は 何千もの人が駆けつけました
開通日は 何千もの人が駆けつけました
16:03
On opening day, thousands of Londoners came out, and something happened.
238
945000
5000
みんなが橋を渡りたいと思っていたので
開通日は 何千もの人が駆けつけました
開通日は 何千もの人が駆けつけました
そこで事件が起きました
16:08
And within two days the bridge was closed to the public.
239
950000
4000
そして 開通後二日で橋は閉鎖されたのです
16:12
So I want to first show you some interviews with people
240
954000
5000
開通の日に橋の上にいた人々の
インタビューを聞いてみましょう
16:17
who were on the bridge on opening day, who will describe what happened.
241
959000
3000
16:20
Man: It really started moving sideways and slightly up and down,
242
962000
5000
男性: 横揺れがおきて 上下にはあまり揺れませんでした
16:25
rather like being on the boat.
243
967000
3000
ボートに乗ったみたいでした
16:28
Woman: Yeah, it felt unstable, and it was very windy,
244
970000
3000
女性: 不安定な感じでした 風も強かったです
16:31
and I remember it had lots of flags up and down the sides, so you could definitely --
245
973000
4000
旗が上下にはためいていたのを覚えてます
16:35
there was something going on sideways, it felt, maybe.
246
977000
3000
横向きに 何か起きてたようです
取材者: 上下には?
16:38
Interviewer: Not up and down? Boy: No.
247
980000
2000
少年: 動いてなかったよ
取材者: 前後にも？
16:40
Interviewer: And not forwards and backwards? Boy: No.
248
982000
2000
少年: うん
16:42
Interviewer: Just sideways. About how much was it moving, do you think?
249
984000
3000
取材者: 横揺れだけだね どれくらい動いていたと思う?
少年: ええと
16:45
Boy: It was about --
250
987000
2000
16:47
Interviewer: I mean, that much, or this much?
251
989000
2000
取材者: これくらい? それともこれくらい?
16:49
Boy: About the second one.
252
991000
2000
少年: 二番目のほう
取材者: これくらいだね?
16:51
Interviewer: This much? Boy: Yeah.
253
993000
2000
男性: だいたい15cm から 20cm くらいだったと思います
16:53
Man: It was at least six, six to eight inches, I would have thought.
254
995000
3000
16:56
Interviewer: Right, so, at least this much? Man: Oh, yes.
255
998000
2000
取材者： つまり 最低でもこれくらい?
男性: そうです
16:58
Woman: I remember wanting to get off.
256
1000000
2000
女性: 橋を降りなきゃ と思いました
17:00
Interviewer: Oh, did you? Woman: Yeah. It felt odd.
257
1002000
2000
取材者: そんなに?
女性: はい
17:02
Interviewer: So it was enough to be scary? Woman: Yeah, but I thought that was just me.
258
1004000
6000
取材者: そんな怖かったですか?
女性: はい 自分だけかと思いましたが
取材者: なんでそんな歩き方を?
17:08
Interviewer: Ah! Now, tell me why you had to do this?
259
1010000
3000
少年: こうしないとバランスを崩しそうだったの
17:11
Boy: We had to do this because, to keep in balance
260
1013000
2000
17:13
because if you didn't keep your balance,
261
1015000
2000
バランスを取らないと
17:15
then you would just fall over about, like, to the left or right, about 45 degrees.
262
1017000
6000
左右に45度くらい傾いてしまいそうだったから
取材者: 普通に歩いてみて下さい
17:21
Interviewer: So just show me how you walk normally. Right.
263
1023000
4000
そして橋が揺れはじめた時の歩き方は?
17:26
And then show me what it was like when the bridge started to go. Right.
264
1028000
5000
17:31
So you had to deliberately push your feet out sideways and --
265
1033000
4000
すると 意識して足を左右に押し出すように
17:35
oh, and short steps?
266
1037000
2000
短い歩幅で?
17:37
Man: That's right. And it seemed obvious to me
267
1039000
3000
男性: その通りです
たくさんの人がそうやっていました
17:40
that it was probably the number of people on it.
268
1042000
3000
17:44
Interviewer: Were they deliberately walking in step, or anything like that?
269
1046000
4000
取材者: みんな わざわざそうやって歩いたんですか?
17:48
Man: No, they just had to conform to the movement of the bridge.
270
1050000
4000
男性: いや 橋の動きで自然にそうなってしまうんです
17:52
Steven Strogatz: All right, so that already gives you a hint of what happened.
271
1054000
3000
スティーブン: 何が起きていたのか
十分なヒントがありましたね
十分なヒントがありましたね
17:55
Think of the bridge as being like this platform.
272
1057000
4000
ミレニアム・ブリッジを この台だと考えれば
17:59
Think of the people as being like metronomes.
273
1061000
3000
歩行者はメトロノームだと言えます
18:02
Now, you might not be used to thinking of yourself as a metronome,
274
1064000
3000
わたしたちが歩く動作をすると
実際 メトロノームのように揺れ動くわけです
18:05
but after all, we do walk like -- I mean, we oscillate back and forth as we walk.
275
1067000
4000
18:09
And especially if we start to walk like those people did, right?
276
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3000
橋の上の人々のような歩き方なら なおさらです
18:12
They all showed this strange sort of skating gait
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橋が動き始めるとみんな
スケートするような歩き方になってしまいました
18:16
that they adopted once the bridge started to move.
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18:19
And so let me show you now the footage of the bridge.
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これから橋の上での映像をお見せしましょう
18:22
But also, after you see the bridge on opening day, you'll see an interesting clip
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開通の日の橋の映像のあとには
橋が揺れる原因を解明した
橋が揺れる原因を解明した
ケンブリッジの橋梁技術者
アラン・マクロビィの研究に関する
アラン・マクロビィの研究に関する
18:26
of work done by a bridge engineer at Cambridge named Allan McRobie,
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興味深い映像をご覧頂きます
18:31
who figured out what happened on the bridge,
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18:33
and who built a bridge simulator to explain exactly what the problem was.
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彼は 説明のために橋のシミュレータを作りました
18:37
It was a kind of unintended positive feedback loop
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そして 原因は 技術者が知らなかった
橋の揺れかたと人々の歩き方によって引き起された
18:41
between the way the people walked and the way the bridge began to move,
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3000
18:44
that engineers knew nothing about.
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意図しない正のフィードバックでした
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Actually, I think the first person you'll see
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確か この映像に最初に登場する人物は
18:48
is the young engineer who was put in charge of this project. Okay.
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このプロジェクトを担当した若い技術者です
18:53
(Video) Interviewer: Did anyone get hurt? Engineer: No.
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取材者: 怪我人は?
技術者: いません
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Interviewer: Right. So it was quite small -- Engineer: Yes. Interviewer: -- but real?
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取材者: 揺れは小さかった?
技術者: ええ
取材者: でも揺れてた?
18:58
Engineer: Absolutely. Interviewer: You thought, "Oh, bother."
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技術者: そうです
取材者: どう思いましたか?
19:01
Engineer: I felt I was disappointed about it.
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技術者: がっかりしました
19:04
We'd spent a lot of time designing this bridge, and we'd analyzed it,
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長い時間をかけて設計し 分析して
19:08
we'd checked it to codes -- to heavier loads than the codes --
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設計より重い荷重にも耐えられるか確認して
19:11
and here it was doing something that we didn't know about.
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そして まったく知らなかったことが起きたんです
19:14
Interviewer: You didn't expect. Engineer: Exactly.
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取材者: 予想してなかったんですね
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Narrator: The most dramatic and shocking footage
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ナレータ: この衝撃的な映像を見ると
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shows whole sections of the crowd -- hundreds of people --
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何百人もの群集が一体となり
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apparently rocking from side to side in unison,
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橋と一緒に 左右にリズムを合せて
19:24
not only with each other, but with the bridge.
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シンクロして動いています
19:27
This synchronized movement seemed to be driving the bridge.
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このシンクロした動きが橋を動かしているようです
19:31
But how could the crowd become synchronized?
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どうやって群集がシンクロしたのでしょうか?
19:34
Was there something special about the Millennium Bridge that caused this effect?
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ミレニアム・ブリッジ特有の何かが
この現象を引き起したのでしょうか？
この現象を引き起したのでしょうか？
19:38
This was to be the focus of the investigation.
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この点が調査の主眼となりました
19:42
Interviewer: Well, at last the simulated bridge is finished, and I can make it wobble.
305
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6000
取材者: ついにシミュレータが完成しました
こいつは揺らすことが出来ます
こいつは揺らすことが出来ます
アランさん あなたが責任者ですね
アラン：はい
アラン：はい
19:49
Now, Allan, this is all your fault, isn't it? Allan McRobie: Yes.
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4000
19:53
Interviewer: You designed this, yes, this simulated bridge,
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2000
取材者: あなたが 作ったこのシミュレータで
19:55
and this, you reckon, mimics the action of the real bridge?
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実際の橋の動きを再現できるんですね?
19:58
AM: It captures a lot of the physics, yes.
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2000
アラン: はい 実際の挙動を良く再現しています
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Interviewer: Right. So if we get on it, we should be able to wobble it, yes?
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取材者: それでは乗って 橋が揺れるか見てみましょう
20:06
Allan McRobie is a bridge engineer from Cambridge who wrote to me,
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ケンブリッジの橋梁技術者 アラン・マクロビィから
20:09
suggesting that a bridge simulator ought to wobble
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正しい長さの振り子にシミュレータを吊せば
実際の橋と同じように揺らすことが出来るという
実際の橋と同じように揺らすことが出来るという
20:12
in the same way as the real bridge --
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2000
正しい長さの振り子にシミュレータを吊せば
実際の橋と同じように揺らすことが出来るという
実際の橋と同じように揺らすことが出来るという
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provided we hung it on pendulums of exactly the right length.
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手紙を受け取りました
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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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アラン: これは たった数トンなので 歩けば簡単に揺れます
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Just by walking. Interviewer: Well, it's certainly going now.
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取材者: 揺れ始めましたね
アラン: わざと揺らさなくても ただ歩くだけで揺れます
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AM: It doesn't have to be a real dangle. Just walk. It starts to go.
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Interviewer: It's actually quite difficult to walk.
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取材者: とても歩くのが難しいですね
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You have to be careful where you put your feet down, don't you,
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次にどうを踏みだすか注意しないと
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because if you get it wrong, it just throws you off your feet.
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ひっくり返ってしまいそうです
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AM: It certainly affects the way you walk, yes. You can't walk normally on it.
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アラン: 足をとられて普通に歩くことができません
取材者: 足を前に踏みだしたくても正面からそれますね
アラン: その通りです
アラン: その通りです
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Interviewer: No. If you try and put one foot in front of another,
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it's moving your feet away from under you. AM: Yes.
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3000
取材者: 足を前に踏みだしたくても正面からそれますね
アラン: その通りです
アラン: その通りです
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Interviewer: So you've got to put your feet out sideways.
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取材者: 足を横に出すことになってしまいます
このシミュレータの上で歩くと
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So already, the simulator is making me walk in exactly the same way
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実際の橋にいた人の証言と同じようになります
20:50
as our witnesses walked on the real bridge.
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20:52
AM: ... ice-skating gait. There isn't all this sort of snake way of walking.
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アラン: アイススケートのような歩き方です
取材者: さらに実験で確認するために
20:55
Interviewer: For a more convincing experiment,
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橋の群集を再現して確認しました
20:57
I wanted my own opening-day crowd, the sound check team.
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21:00
Their instructions: just walk normally.
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ただ「普通に歩いて下さい」と言いました
（足音と笑い声）
21:12
It's really intriguing because none of these people is trying to drive it.
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興味深ことに 誰もわざと揺らそうとしてないのです
21:16
They're all having some difficulty walking.
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1258000
2000
みんな歩くのがむずかしいので
自然と このような歩き方になってしまい
21:19
And the only way you can walk comfortably is by getting in step.
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1261000
3000
21:22
But then, of course, everyone is driving the bridge.
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1264000
3000
結局 みんなで橋を揺らすことになってしまいます
橋の揺れで仕方なく この歩き方をしてるのですが
21:27
You can't help it. You're actually forced by the movement of the bridge to get into step,
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1269000
5000
それが橋を余計に揺らしてしまうのです
21:32
and therefore to drive it to move further.
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1274000
2000
（笑）
21:38
SS: All right, well, with that from the Ministry of Silly Walks,
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1280000
4000
スティーブン: このおかしな歩き方事件で
私の話は終わりです
21:42
maybe I'd better end. I see I've gone over.
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1284000
3000
あなたの身の回りの驚異的なシンクロ現象に
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But I hope that you'll go outside and see the world in a new way,
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1287000
3000
21:48
to see all the amazing synchrony around us. Thank you.
340
1290000
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興味を持って頂ければ嬉しいです
21:51
(Applause)
341
1293000
2000
(拍手)
ABOUT THE SPEAKER
Steven Strogatz - MathematicianIn his work in applied mathematics, Steven Strogatz studies the way math and biology intersect.
Why you should listen
Steven Strogatz studies some of the most interesting problems in applied mathematics -- such as the intersection of math and biology, looking for patterns in the human sleep-wake cycle or in swarms of blinking fireflies.
He's been looking at nonlinear dynamics and chaos applied to physics, engineering and biology, and branching out into new areas, such as explorating of the small-world phenomenon in social networks (popularly known as "six degrees of separation"), and its generalization to other complex networks in nature and technology.
Strogatz' work has been in the news as British engineers released the definitive paper on the Millenium Bridge wobble, and its roots in how people walk on an unpredictable surface.
In 2012, he re-examined the "birthday problem" >>
Steven Strogatz | Speaker | TED.com