TED2004
Steven Strogatz: The science of sync
Стивън Строгац за синхрона
Filmed:
Readability: 3.6
755,988 views
Математикът Стивън Строгац показва как ята създания (като птици, светулки и риби) успяват да се синхронизират и да действат като едно - без никой да дава нареждания. Мощната тенденция се простира и в царството на обектите.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:19
I was trying to think, how is sync connected to happiness,
0
1000
2000
Опитвах се да мисля как синхронът е свързан с щастието,
00:21
and it occurred to me that for some reason we take pleasure in synchronizing.
1
3000
7000
и ми хрумна, че по някаква причина синхронизирането ни прави удоволствие.
00:28
We like to dance together, we like singing together.
2
10000
3000
Обичаме да танцуваме заедно, обичаме да пеем заедно.
00:31
And so, if you'll put up with this, I would like to enlist your help
3
13000
5000
И така, ако сте съгласни, бих искал да спечеля помощта ви
00:36
with a first experiment today. The experiment is --
4
18000
4000
за първия експеримент днес. Експериментът е...
00:40
and I notice, by the way, that when you applauded,
5
22000
3000
между другото, забелязвам, когато аплодирахте,
00:43
that you did it in a typical North American way,
6
25000
2000
че го направихте по типичен североамерикански начин,
00:45
that is, you were raucous and incoherent.
7
27000
4000
тоест безредно и разхвърляно.
00:49
You were not organized. It didn't even occur to you to clap in unison.
8
31000
5000
Не бяхте организирани. Дори не ви хрумна да ръкопляскате в унисон.
00:54
Do you think you could do it? I would like to see if this audience would --
9
36000
4000
Смятате ли, че можете да го направите? Бих искал да видя дали тази публика би...
00:58
no, you haven't practiced, as far as I know --
10
40000
2000
не, не сте се упражнявали, доколкото знам...
01:00
can you get it together to clap in sync?
11
42000
3000
ще успеете ли да ръкопляскате в синхрон?
01:04
(Clapping)
12
46000
9000
(Ръкопляскане)
01:14
Whoa! Now, that's what we call emergent behavior.
13
56000
2000
Уау! Това се казва неочаквано поведение.
01:16
(Laughter)
14
58000
2000
(Смях)
01:18
So I didn't expect that, but -- I mean, I expected you could synchronize.
15
60000
4000
Не очаквах това, но... искам да кажа, очаквах, че можете да се синхронизирате.
01:22
It didn't occur to me you'd increase your frequency.
16
64000
3000
Не ми хрумна, че ще повишите честотата.
01:25
It's interesting.
17
67000
2000
Интересно е.
01:27
(Laughter)
18
69000
3000
(Смях)
01:30
So what do we make of that? First of all, we know that you're all brilliant.
19
72000
4000
А какво става ясно от това? Първо, знаем, че всички сте блестящи.
01:34
This is a room full of intelligent people, highly sensitive.
20
76000
4000
Това е зала, пълна с интелигентни хора с висока чувствителност.
01:38
Some trained musicians out there.
21
80000
3000
Там има и някои обучени музиканти.
01:41
Is that what enabled you to synchronize?
22
83000
2000
Това ли ви даде възможност да синхронизирате?
01:43
So to put the question a little more seriously,
23
85000
3000
За да поставим въпроса малко по-сериозно,
01:46
let's ask ourselves what are the minimum requirements for what you just did,
24
88000
4000
да се запитаме какви са минималните изисквания за това, което току-що направихте,
01:50
for spontaneous synchronization.
25
92000
3000
за спонтанна синхронизация.
01:53
Do you need, for instance, to be as smart as you are?
26
95000
4000
Например, трябва ли да си толкова умен, колкото сте вие?
01:57
Do you even need a brain at all just to synchronize?
27
99000
7000
Трябва ли ви изобщо мозък, само за синхронизация?
02:04
Do you need to be alive? I mean, that's a spooky thought, right?
28
106000
5000
Трябва ли да сте живи? Зловеща мисъл, нали?
02:09
Inanimate objects that might spontaneously synchronize themselves.
29
111000
5000
Неодушевени предмети, които биха могли да се синхронизират спонтанно помежду си.
02:14
It's real. In fact, I'll try to explain today that sync is maybe one of,
30
116000
7000
Наистина. Факт е. Ще се опитам днес да обясня, че синхронът е може би един от,
02:21
if not one of the most, perhaps the most pervasive drive in all of nature.
31
123000
4000
ако не един от най, вероятно най-всепроникващият подтик в цялата природа.
02:25
It extends from the subatomic scale to the farthest reaches of the cosmos.
32
127000
6000
Той се простира от субатомния мащаб до най-далечните простори на космоса.
02:31
It's a deep tendency toward order in nature
33
133000
4000
Той е дълбока тенденция към ред в природата,
02:35
that opposes what we've all been taught about entropy.
34
137000
3000
противопоставяща се на всичко, което са ни учили за ентропията.
02:38
I mean, I'm not saying the law of entropy is wrong -- it's not.
35
140000
3000
Имам предвид - не казвам, че законът за ентропията е погрешен... не е така.
02:41
But there is a countervailing force in the universe --
36
143000
2000
Но във вселената има компенсаторна сила...
02:43
the tendency towards spontaneous order. And so that's our theme.
37
145000
5000
тенденцията към спонтанен ред. И така, това е нашата тема.
02:48
Now, to get into that, let me begin with what might have occurred to you immediately
38
150000
4000
За да навляза в това, ще започна с нещо, което може да ви е хрумнало незабавно,
02:52
when you hear that we're talking about synchrony in nature,
39
154000
4000
като слушате, че говорим за синхрон в природата,
02:56
which is the glorious example of birds that flock together,
40
158000
6000
а именно - славният пример на птиците, събиращи се заедно в ята,
03:02
or fish swimming in organized schools.
41
164000
4000
или рибите, плуващи в организирани пасажи.
03:06
So these are not particularly intelligent creatures,
42
168000
4000
Това не са особено интелигентни създания,
03:10
and yet, as we'll see, they exhibit beautiful ballets.
43
172000
3000
и все пак, както виждаме, представят прекрасен балет.
03:15
This is from a BBC show called "Predators,"
44
177000
2000
Това е от едно предаване на Би Би Си със заглавие "Хищници" -
03:17
and what we're looking at here are examples of synchrony that have to do with defense.
45
179000
5000
тук гледаме примери за синхрон, свързани със защитата.
03:23
When you're small and vulnerable, like these starlings,
46
185000
3000
Когато си малък и уязвим, като тези скорци,
03:26
or like the fish, it helps to swarm to avoid predators, to confuse predators.
47
188000
7000
или като рибите, събирането на рояци помага за избягване на хищници, за объркване на хищници.
03:35
Let me be quiet for a second because this is so gorgeous.
48
197000
3000
Ще замълча за секунда, толкова е красиво.
03:53
For a long time, biologists were puzzled by this behavior,
49
215000
3000
Дълго време биолозите са били озадачени от това поведение,
03:56
wondering how it could be possible.
50
218000
2000
чудейки се как е възможно.
03:59
We're so used to choreography giving rise to synchrony.
51
221000
3000
Толкова сме свикнали хореографията да издига синхрона.
04:03
These creatures are not choreographed.
52
225000
2000
Тези създания нямат хореограф.
04:05
They're choreographing themselves.
53
227000
2000
Сами си правят хореография.
04:09
And only today is science starting to figure out how it works.
54
231000
3000
И едва днес науката започва да проумява как става това.
04:13
I'll show you a computer model made by Iain Couzin, a researcher at Oxford,
55
235000
6000
Ще ви покажа един компютърен модел, направен от Иън Кюзан, изследовател в Оксфорд,
04:19
that shows how swarms work.
56
241000
2000
който показва как действат рояците.
04:21
There are just three simple rules.
57
243000
2000
Има само три прости правила.
04:24
First, all the individuals are only aware of their nearest neighbors.
58
246000
4000
Първо, всички индивиди усещат само най-близките си съседи.
04:29
Second, all the individuals have a tendency to line up.
59
251000
3000
Второ, всички индивиди имат тенденция да се подреждат.
04:33
And third, they're all attracted to each other,
60
255000
3000
И трето, всички те са привлечени един към друг,
04:36
but they try to keep a small distance apart.
61
258000
2000
но се опитват да се държат разделени на малко разстояние.
04:39
And when you build those three rules in,
62
261000
3000
Като се вградят тези три правила,
04:42
automatically you start to see swarms
63
264000
2000
автоматично се получават рояци,
04:44
that look very much like fish schools or bird flocks.
64
266000
3000
много подобни на рибните пасажи или птичите ята.
04:48
Now, fish like to stay close together, about a body length apart.
65
270000
4000
Рибите обичат да стоят плътно заедно, на около една телесна дължина разстояние.
04:52
Birds try to stay about three or four body lengths apart.
66
274000
3000
Птиците се опитват да стоят на три-четири телесни дължини разстояние.
04:55
But except for that difference, the rules are the same for both.
67
277000
3000
Но с изключение на тези разлики, за едните и за другите важат едни и същи правила.
05:04
Now, all this changes when a predator enters the scene.
68
286000
3000
Всичко това се променя, щом на сцената се появи хищник.
05:09
There's a fourth rule: when a predator's coming, get out of the way.
69
291000
5000
Има четвърто правило: когато идва хищник, махай се от пътя.
05:23
Here on the model you see the predator attacking.
70
305000
3000
Тук в модела виждате нападение на хищник.
05:28
The prey move out in random directions,
71
310000
2000
Плячката се движи в различни посоки,
05:30
and then the rule of attraction brings them back together again,
72
312000
3000
а после правилото за привличане отново ги събира,
05:33
so there's this constant splitting and reforming.
73
315000
3000
така че има едно постоянно разделяне и преподреждане.
05:37
And you see that in nature.
74
319000
2000
И това се вижда в природата.
05:47
Keep in mind that, although it looks as if each individual is acting to cooperate,
75
329000
6000
Не забравяйте, че макар и да изглежда, все едно всеки индивид се стреми да сътрудничи,
05:53
what's really going on is a kind of selfish Darwinian behavior.
76
335000
4000
това, което всъщност става, е един вид себично Дарвиново поведение.
05:57
Each is scattering away at random to try to save its scales or feathers.
77
339000
4000
Всеки се разпръсква произволно, за да се опита да си спаси люспите или перата.
06:03
That is, out of the desire to save itself,
78
345000
3000
Тоест, от стремеж да спаси самото себе си,
06:06
each creature is following these rules,
79
348000
3000
всяко същество следва тези правила,
06:09
and that leads to something that's safe for all of them.
80
351000
2000
а това води до нещо, безопасно за всички тях.
06:11
Even though it looks like they're thinking as a group, they're not.
81
353000
3000
Макар и да изглежда, че мислят като група, не е така.
06:32
You might wonder what exactly is the advantage to being in a swarm,
82
374000
3000
Може да се чудите какво точно е предимството на това да си в рояк,
06:35
so you can think of several.
83
377000
2000
така че може да се сетите за няколко.
06:37
As I say, if you're in a swarm, your odds of being the unlucky one
84
379000
4000
Както казвам, ако си в рояк, шансовете ти да си нещастникът
06:41
are reduced as compared to a small group.
85
383000
3000
намаляват в сравнение с малка група.
06:45
There are many eyes to spot danger.
86
387000
3000
Има много очи, които да забележат опасност.
06:48
And you'll see in the example with the starlings, with the birds,
87
390000
7000
И ще видите, че в примера със скорците, с птиците,
06:55
when this peregrine hawk is about to attack them,
88
397000
2000
че когато този сокол скитник е на път да ги нападне,
06:57
that actually waves of panic can propagate,
89
399000
3000
всъщност тези вълни на паника се разпростират,
07:00
sending messages over great distances.
90
402000
3000
изпращаши съобщения на огромни разстояния.
07:03
You'll see -- let's see, it's coming up possibly at the very end -- maybe not.
91
405000
8000
Ще видите... да видим, вероятно идва към самия край... а може би не.
07:12
Information can be sent over half a kilometer away
92
414000
3000
Може да се изпраща информация на над половин километър разстояние
07:15
in a very short time through this mechanism.
93
417000
3000
за много кратко време чрез този механизъм.
07:20
Yes, it's happening here.
94
422000
2000
Да, случва се тук.
07:22
See if you can see those waves propagating through the swarm.
95
424000
3000
Гледайте да видите тези вълни, разпространяващи се през рояка.
07:26
It's beautiful. The birds are, we sort of understand, we think,
96
428000
4000
Прекрасно е. Птиците са, смятаме, че някак разбираме,
07:30
from that computer model, what's going on.
97
432000
2000
от този компютърен модел какво става.
07:32
As I say, it's just those three simple rules,
98
434000
2000
Както казвам, са само тези три прости правила,
07:34
plus the one about watch out for predators.
99
436000
2000
плюс това да се внимава за хищници.
07:36
There doesn't seem to be anything mystical about this.
100
438000
3000
Като че ли в това няма нищо мистично.
07:39
We don't, however, really understand at a mathematical level.
101
441000
3000
Ние обаче не разбираме наистина на математическо ниво.
07:42
I'm a mathematician. We would like to be able to understand better.
102
444000
4000
Аз съм математик. Бихме искали да можем да разбираме по-добре.
07:46
I mean, I showed you a computer model, but a computer is not understanding.
103
448000
3000
Имам предвид, показах ви компютърен модел, но компютърът не е разбиране.
07:49
A computer is, in a way, just another experiment.
104
451000
3000
Компютърът е, в известен смисъл, просто пореден експеримент.
07:52
We would really like to have a deeper insight into how this works
105
454000
3000
Наистина бихме искали да имаме по-дълбоко прозрение как действа това
07:55
and to understand, you know, exactly where this organization comes from.
106
457000
5000
и да разбираме точно откъде идва тази организация.
08:00
How do the rules give rise to the patterns?
107
462000
2000
Как моделите възникват от правилата?
08:02
There is one case that we have begun to understand better,
108
464000
3000
Ето един случай, който сме започнали да разбираме по-добре -
08:05
and it's the case of fireflies.
109
467000
3000
случаят със светулките.
08:08
If you see fireflies in North America,
110
470000
2000
Ако видите светулки в Северна Америка,
08:10
like so many North American sorts of things,
111
472000
2000
като толкова много североамерикански неща,
08:12
they tend to be independent operators. They ignore each other.
112
474000
4000
те са склонни да са независими оператори. Игнорират се взаимно.
08:16
They each do their own thing, flashing on and off,
113
478000
2000
Всяка си върши своята работа, светка и изгасва,
08:18
paying no attention to their neighbors.
114
480000
2000
без да обръща внимание на съседите си.
08:20
But in Southeast Asia -- places like Thailand or Malaysia or Borneo --
115
482000
5000
Но в Югоизточна Азия - в Тайланд, Малайзия или Борнео -
08:25
there's a beautiful cooperative behavior that occurs among male fireflies.
116
487000
5000
има прекрасно кооперативно поведение, което се случва сред мъжките светулки.
08:30
You can see it every night along the river banks.
117
492000
3000
Вижда се всяка вечер край речните брегове.
08:33
The trees, mangrove trees, are filled with fireflies communicating with light.
118
495000
5000
Дърветата, мангровите дървета, са пълни със светулки, комуникиращи със светлина.
08:38
Specifically, it's male fireflies who are all flashing in perfect time together,
119
500000
5000
По-точно мъжки светулки, които всички проблясват едновременно,
08:43
in perfect synchrony, to reinforce a message to the females.
120
505000
4000
в съвършен синхрон, за да подчертаят послание към женските.
08:47
And the message, as you can imagine, is "Come hither. Mate with me."
121
509000
4000
А посланието, както може да си представите, е: "Ела насам. Чифтосай се с мен."
08:52
(Music)
122
514000
6000
(Музика)
08:59
In a second I'm going to show you a slow motion of a single firefly
123
521000
4000
След малко ще ви покажа в забавен каданс една-единствена светулка,
09:03
so that you can get a sense. This is a single frame.
124
525000
3000
за да може да го усетите. Това е единичен кадър.
09:06
Then on, and then off -- a 30th of a second, there.
125
528000
5000
После светка, после изгасва - една 30-та от секундата, там.
09:11
And then watch this whole river bank, and watch how precise the synchrony is.
126
533000
4000
А после гледайте целия този речен бряг, и наблюдавайте колко е прецизен този синхрон.
09:18
On, more on and then off.
127
540000
3000
Светват, пак светват, после изгасват.
09:27
The combined light from these beetles -- these are actually tiny beetles --
128
549000
3000
Комбинираната светлина от тези бръмбарчета... те всъщност са мънички бръмбарчета...
09:30
is so bright that fishermen out at sea can use them
129
552000
3000
е толкова ярка, че рибарите в открито море могат да ги използват
09:33
as navigating beacons to find their way back to their home rivers. It's stunning.
130
555000
4000
като фарове за навигация, за да намерят пътя обратно към родните си реки. Смайващо е.
09:37
For a long time it was not believed
131
559000
2000
Дълго време не са го вярвали,
09:39
when the first Western travelers, like Sir Francis Drake,
132
561000
3000
когато първите западни пътешественици, като сър Франсис Дрейк,
09:42
went to Thailand and came back with tales of this unbelievable spectacle.
133
564000
4000
отишли в Тайланд и се върнали с разкази за този невероятен спектакъл.
09:46
No one believed them.
134
568000
2000
Никой не им вярвал.
09:48
We don't see anything like this in Europe or in the West.
135
570000
3000
Не виждаме нищо такова в Европа или на Запад.
09:51
And for a long time, even after it was documented,
136
573000
3000
И дълго време, дори след като било документирано,
09:54
it was thought to be some kind of optical illusion.
137
576000
2000
се смятало за някакъв вид оптична илюзия.
09:56
Scientific papers were published saying it was twitching eyelids
138
578000
3000
Имало публикации в научни вестници, според което се обяснявало
09:59
that explained it, or, you know, a human being's tendency
139
581000
4000
със спазми в очните ябълки, или склонността на човешкото същество
10:03
to see patterns where there are none.
140
585000
2000
да вижда модели там, където няма такива.
10:05
But I hope you've convinced yourself now, with this nighttime video,
141
587000
3000
Но се надявам, че вече сте се убедили, с това нощно видео,
10:08
that they really were very well synchronized.
142
590000
3000
че те наистина са много добре синхронизирани.
10:11
Okay, well, the issue then is, do we need to be alive
143
593000
3000
Така, тогава въпросът е - трябва ли да си жив,
10:14
to see this kind of spontaneous order,
144
596000
2000
за да видиш този вид спонтанен ред,
10:16
and I've already hinted that the answer is no.
145
598000
3000
а вече намекнах, че отговорът е не.
10:21
Well, you don't have to be a whole creature.
146
603000
2000
Е, не е задължително да си цяло същество.
10:23
You can even be just a single cell.
147
605000
2000
Може дори да си една-единствена клетка.
10:25
Like, take, for instance, your pacemaker cells in your heart right now.
148
607000
3000
Вземете например клетките на пейсмейкъра в сърцето ви в момента.
10:28
They're keeping you alive.
149
610000
2000
Те ви държат живи.
10:30
Every beat of your heart depends on this crucial region, the sinoatrial node,
150
612000
5000
Всеки удар на сърцето ви зависи от този жизненоважен регион, синоатриален възел,
10:35
which has about 10,000 independent cells that would each beep,
151
617000
4000
който има около 10 000 независими клетки, всяка от които издава електронен сигнал,
10:39
have an electrical rhythm -- a voltage up and down --
152
621000
3000
има електрически ритъм - волтаж нагоре и надолу -
10:42
to send a signal to the ventricles to pump.
153
624000
3000
за да изпраща сигнал към камерите да изпомпват.
10:45
Now, your pacemaker is not a single cell.
154
627000
3000
Вашият пейсмейкър не е една-единствена клетка.
10:48
It's this democracy of 10,000 cells that all have to fire in unison
155
630000
3000
А демокрация от 10 000 клетки, и всички те трябва да стрелят в унисон,
10:51
for the pacemaker to work correctly.
156
633000
2000
за да работи пейсмейкърът коректно.
10:54
I don't want to give you the idea that synchrony is always a good idea.
157
636000
3000
Не искам да ви създавам представата, че синхронът винаги е добра идея.
10:57
If you have epilepsy, there is an instance of billions of brain cells, or at least millions,
158
639000
5000
Ако имате епилепсия, това е случай, при който милиарди мозъчни клетки, или поне милиони,
11:02
discharging in pathological concert.
159
644000
3000
стрелят в патологичен концерт.
11:06
So this tendency towards order is not always a good thing.
160
648000
3000
Така че тази тенденция към ред не винаги е нещо добро.
11:10
You don't have to be alive. You don't have to be even a single cell.
161
652000
3000
Не е нужно да си жив. Не е нужно дори да си една-единствена клетка.
11:13
If you look, for instance, at how lasers work,
162
655000
3000
Ако погледнете например начина на работа на лазерите,
11:16
that would be a case of atomic synchrony.
163
658000
3000
това е случай на атомен синхрон.
11:19
In a laser, what makes laser light so different from the light above my head here
164
661000
4000
В един лазер това, което прави лазерната светлина толкова различна от светлината тук, над главата ми,
11:23
is that this light is incoherent --
165
665000
2000
е, че тази светлина е непоследователна...
11:25
many different colors and different frequencies,
166
667000
3000
много различни цветове и различни честоти,
11:28
sort of like the way you clapped initially --
167
670000
3000
един вид като начина, по който вие ръкопляскахте отначало...
11:31
but if you were a laser, it would be rhythmic applause.
168
673000
3000
но ако бяхте лазер, биха били ритмични аплодисменти.
11:34
It would be all atoms pulsating in unison,
169
676000
2000
Всички атоми биха пулсирали в унисон,
11:36
emitting light of one color, one frequency.
170
678000
3000
излъчвайки светлина от един цвят, една честота.
11:40
Now comes the very risky part of my talk,
171
682000
3000
А сега идва много рискованата част от разговора ми,
11:43
which is to demonstrate that inanimate things can synchronize.
172
685000
4000
която е да демонстрирам, че неодушевени предмети могат да се синхронизират.
11:47
Hold your breath for me.
173
689000
2000
Затаете дъх заради мен.
11:49
What I have here are two empty water bottles.
174
691000
4000
Тук имам две празни шишета за вода.
11:56
This is not Keith Barry doing a magic trick.
175
698000
2000
Това не са ви фокусите на Кийт Бари.
11:58
This is a klutz just playing with some water bottles.
176
700000
5000
А човек с две леви ръце, който просто си играе с шишета за вода.
12:03
I have some metronomes here.
177
705000
2000
Тук имам няколко метронома.
12:08
Can you hear that?
178
710000
2000
Чувате ли това?
12:12
All right, so, I've got a metronome,
179
714000
2000
Така, значи, имам метроном
12:14
and it's the world's smallest metronome, the -- well, I shouldn't advertise.
180
716000
4000
и това е най-малкият метроном в света... е, не бива да рекламирам.
12:18
Anyway, so this is the world's smallest metronome.
181
720000
3000
Както и да е - значи, това е най-малкият метроном в света.
12:21
I've set it on the fastest setting, and I'm going to now take
182
723000
3000
Настроил съм го на най-бързата настройка, и сега ще взема
12:24
another one set to the same setting.
183
726000
2000
друг, настроен на същата настройка.
12:28
We can try this first. If I just put them on the table together,
184
730000
3000
Може първо да опитаме това. Ако просто ги сложа на масата заедно,
12:33
there's no reason for them to synchronize, and they probably won't.
185
735000
3000
няма причина да се синхронизират, и вероятно няма да го сторят.
12:42
Maybe you'd better listen to them. I'll stand here.
186
744000
2000
Може би е по-добре да ги слушате. Аз ще застана тук.
12:49
What I'm hoping is that they might just drift apart
187
751000
2000
Надявам се, че може просто да се разминат,
12:51
because their frequencies aren't perfectly the same.
188
753000
2000
защото честотите им не са идеално еднакви.
13:01
Right? They did.
189
763000
2000
Нали? Така и стана.
13:03
They were in sync for a while, but then they drifted apart.
190
765000
2000
Бяха в синхрон за малко, но се разминаха.
13:07
And the reason is that they're not able to communicate.
191
769000
2000
А причината е, че не са в състояние да комуникират.
13:09
Now, you might think that's a bizarre idea.
192
771000
2000
Тази идея може да ви се стори чудата.
13:11
How can metronomes communicate?
193
773000
2000
Как могат метрономи да комуникират?
13:14
Well, they can communicate through mechanical forces.
194
776000
3000
Ами, могат да комуникират чрез механични сили.
13:17
So I'm going to give them a chance to do that.
195
779000
2000
Затова ще им дам възможност да го сторят.
13:19
I also want to wind this one up a bit. How can they communicate?
196
781000
3000
Искам също и да навия този малко. Как могат да комуникират?
13:22
I'm going to put them on a movable platform,
197
784000
2000
Ще ги сложа на подвижна платформа,
13:24
which is the "Guide to Graduate Study at Cornell." Okay? So here it is.
198
786000
9000
която е "Пътеводител за дипломна работа в Корнел". Нали? Значи, ето.
13:33
Let's see if we can get this to work.
199
795000
2000
Да видим дали може да проработи.
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
Жена ми ми изтъкна, че ще стане по-добре, ако ги сложа и двата едновременно,
13:41
because otherwise the whole thing will tip over.
201
803000
2000
защото иначе цялото нещо ще се килне.
13:43
All right. So there we go. Let's see. OK, I'm not trying to cheat --
202
805000
7000
Така. Ето, значи. Да видим. Не се опитвам да мамя...
13:50
let me start them out of sync. No, hard to even do that.
203
812000
5000
ще ги стартирам без синхрон. Не, дори това е трудно.
14:08
(Applause)
204
830000
4000
(Аплодисменти)
14:12
All right. So before any one goes out of sync, I'll just put those right there.
205
834000
5000
Така. Значи, преди някой да излезе от синхрон, просто ще ги сложа ей тук.
14:17
(Laughter)
206
839000
1000
(Смях)
14:18
Now, that might seem a bit whimsical,
207
840000
2000
Това може да изглежда малко своенравно,
14:20
but this pervasiveness of this tendency towards spontaneous order
208
842000
5000
но разпространителната способност на тази тенденция към спонтанен ред
14:25
sometimes has unexpected consequences.
209
847000
4000
понякога има неочаквани последици.
14:29
And a clear case of that,
210
851000
2000
Явен случай на това
14:31
was something that happened in London in the year 2000.
211
853000
3000
беше нещо, случило се в Лондон през 2000-та година.
14:34
The Millennium Bridge was supposed to be the pride of London --
212
856000
3000
Мостът Милениум трябвало да бъде гордостта на Лондон...
14:37
a beautiful new footbridge erected across the Thames,
213
859000
4000
красив нов пешеходен мост, издигнат през Темза,
14:41
first river crossing in over 100 years in London.
214
863000
4000
първо прекосяване на реката за над 100 години в Лондон.
14:45
There was a big competition for the design of this bridge,
215
867000
3000
За проекта на този мост имало голям конкурс
14:48
and the winning proposal was submitted by an unusual team --
216
870000
4000
и печелившото предложение било представено от необичаен екип...
14:52
in the TED spirit, actually -- of an architect --
217
874000
3000
в духа на TED, всъщност... на един архитект...
14:55
perhaps the greatest architect in the United Kingdom, Lord Norman Foster --
218
877000
4000
вероятно най-великият архитект във Великобритания, лорд Норман Фостър...
14:59
working with an artist, a sculptor, Sir Anthony Caro,
219
881000
5000
работил с художник, скулптор, сър Антъни Каро,
15:04
and an engineering firm, Ove Arup.
220
886000
4000
и една инженерна фирма - "Оув Аръп".
15:08
And together they submitted a design based on Lord Foster's vision,
221
890000
5000
Заедно те представили проект, основан върху визията на лорд Фостър,
15:13
which was -- he remembered as a kid reading Flash Gordon comic books,
222
895000
4000
който бил... той си спомнил как като дете четял комикси с Флаш Гордън
15:17
and he said that when Flash Gordon would come to an abyss,
223
899000
3000
и казал, че когато Флаш Гордън стигне до бездна,
15:20
he would shoot what today would be a kind of a light saber.
224
902000
3000
би изстрелял онова, което днес би било един вид светлинен меч.
15:23
He would shoot his light saber across the abyss, making a blade of light,
225
905000
4000
Би изстрелял светлинния си меч през бездната, създавайки острие от светлина,
15:27
and then scamper across on this blade of light.
226
909000
2000
а после би офейкал по това острие от светлина.
15:29
He said, "That's the vision I want to give to London.
227
911000
2000
Той казал: "Това е визията, която искам да дам на Лондон.
15:31
I want a blade of light across the Thames."
228
913000
3000
Искам острие от светлина през Темза."
15:35
So they built the blade of light,
229
917000
2000
И така, построили острието от светлина,
15:37
and it's a very thin ribbon of steel, the world's --
230
919000
6000
и то е много тънка панделка от стомана....
15:43
probably the flattest and thinnest suspension bridge there is,
231
925000
3000
вероятно най-плоският и най-тънък висящ мост, съществуващ на света,
15:46
with cables that are out on the side.
232
928000
3000
с кабели, които са отвън, отстрани.
15:49
You're used to suspension bridges with big droopy cables on the top.
233
931000
3000
Свикнали сме с висящи мостове с големи, висящи кабели отгоре.
15:52
These cables were on the side of the bridge,
234
934000
3000
Тези кабели били отстрани на моста,
15:55
like if you took a rubber band and stretched it taut across the Thames --
235
937000
4000
все едно си взел ластик и си го опънал през Темза...
15:59
that's what's holding up this bridge.
236
941000
2000
ето какво държи този мост горе.
16:01
Now, everyone was very excited to try it out.
237
943000
2000
Всички с нетърпение чакали да го опитат.
16:03
On opening day, thousands of Londoners came out, and something happened.
238
945000
5000
В деня на откриването излезли хиляди лондончани и нещо се случило.
16:08
And within two days the bridge was closed to the public.
239
950000
4000
И до два дни мостът бил затворен за обществеността.
16:12
So I want to first show you some interviews with people
240
954000
5000
Първо искам да ви покажа някои интервюта с хора,
16:17
who were on the bridge on opening day, who will describe what happened.
241
959000
3000
които са били на моста в деня на откриването, които ще опишат какво се случило.
16:20
Man: It really started moving sideways and slightly up and down,
242
962000
5000
Мъж: Той всъщност започна да се движи встрани и леко нагоре-надолу,
16:25
rather like being on the boat.
243
967000
3000
все едно си на кораб.
16:28
Woman: Yeah, it felt unstable, and it was very windy,
244
970000
3000
Жена: Да, усещането беше нестабилно, а беше много ветровито
16:31
and I remember it had lots of flags up and down the sides, so you could definitely --
245
973000
4000
и помня, че имаше много знамена горе и долу отстрани, така че определено можеше...
16:35
there was something going on sideways, it felt, maybe.
246
977000
3000
нещо ставаше настрани, поне такова беше усещането.
16:38
Interviewer: Not up and down? Boy: No.
247
980000
2000
Интервюиращ: Не нагоре-надолу? Момче: Не.
16:40
Interviewer: And not forwards and backwards? Boy: No.
248
982000
2000
Интервюиращ: А не напред и назад? Момче: Не.
16:42
Interviewer: Just sideways. About how much was it moving, do you think?
249
984000
3000
Интервюиращ: Само встрани. А колко се движеше, според теб?
16:45
Boy: It was about --
250
987000
2000
Момче: Горе-долу...
16:47
Interviewer: I mean, that much, or this much?
251
989000
2000
Интервюиращ: Искам да кажа, толкова или толкова?
16:49
Boy: About the second one.
252
991000
2000
Момче: Горе-долу второто.
16:51
Interviewer: This much? Boy: Yeah.
253
993000
2000
Интервюиращ: Толкова много? Момче: Да.
16:53
Man: It was at least six, six to eight inches, I would have thought.
254
995000
3000
Мъж: Беше поне шест, шест до осем инча, мисля.
16:56
Interviewer: Right, so, at least this much? Man: Oh, yes.
255
998000
2000
Интервюиращ: Така значи, поне толкова? Мъж: О, да
16:58
Woman: I remember wanting to get off.
256
1000000
2000
Жена: Помня, че исках да сляза.
17:00
Interviewer: Oh, did you? Woman: Yeah. It felt odd.
257
1002000
2000
Интервюиращ: О, и слязохте ли? Жена: Да. Усещането беше странно.
17:02
Interviewer: So it was enough to be scary? Woman: Yeah, but I thought that was just me.
258
1004000
6000
Интервюиращ: Значи беше достатъчно, за да се изплашите? Жена: Да, но реших, че съм само аз.
17:08
Interviewer: Ah! Now, tell me why you had to do this?
259
1010000
3000
Интервюиращ: А! А сега ми кажете, защо трябваше да правите така?
17:11
Boy: We had to do this because, to keep in balance
260
1013000
2000
Момче: Трябваше да правим така, за да пазим равновесие,
17:13
because if you didn't keep your balance,
261
1015000
2000
защото, ако не пазиш равновесие,
17:15
then you would just fall over about, like, to the left or right, about 45 degrees.
262
1017000
6000
щеше просто да паднеш, наляво или надясно, на около 45 градуса.
17:21
Interviewer: So just show me how you walk normally. Right.
263
1023000
4000
Интервюиращ: Просто ми покажи как вървиш обикновено. Така.
17:26
And then show me what it was like when the bridge started to go. Right.
264
1028000
5000
А после ми покажи как беше, когато мостът се раздвижи. Така.
17:31
So you had to deliberately push your feet out sideways and --
265
1033000
4000
Значи трябваше съзнателно да тласкаш краката си встрани...
17:35
oh, and short steps?
266
1037000
2000
о, и къси стъпки?
17:37
Man: That's right. And it seemed obvious to me
267
1039000
3000
Мъж: точно така. И ми иглеждаше очевидно,
17:40
that it was probably the number of people on it.
268
1042000
3000
че вероятно е заради броя хора на него.
17:44
Interviewer: Were they deliberately walking in step, or anything like that?
269
1046000
4000
Интервюиращ: Те съзнателно ли вървяха в крачка, или нещо такова?
17:48
Man: No, they just had to conform to the movement of the bridge.
270
1050000
4000
Мъж: Не, просто трябваше да се съобразяват с движението на моста.
17:52
Steven Strogatz: All right, so that already gives you a hint of what happened.
271
1054000
3000
Стивън Строгац: Така, значи това всъщност намеква за случилото се.
17:55
Think of the bridge as being like this platform.
272
1057000
4000
Мислете за моста, все едно е като тази платформа.
17:59
Think of the people as being like metronomes.
273
1061000
3000
Мислете за хората, все едно са метрономи.
18:02
Now, you might not be used to thinking of yourself as a metronome,
274
1064000
3000
Може да не сте свикнали да мислите за себе си като за метроном,
18:05
but after all, we do walk like -- I mean, we oscillate back and forth as we walk.
275
1067000
4000
но в крайна сметка вървим като... искам да кажа, люлеем се напред-назад, докато вървим.
18:09
And especially if we start to walk like those people did, right?
276
1071000
3000
Особено ако започнем да вървим като тези хора, нали?
18:12
They all showed this strange sort of skating gait
277
1074000
4000
Всички показват този странен вид походка като пързаляне с кънки на лед,
18:16
that they adopted once the bridge started to move.
278
1078000
3000
която усвояват, щом мостът започва да се движи.
18:19
And so let me show you now the footage of the bridge.
279
1081000
3000
А сега - да ви покажа кадрите от моста.
18:22
But also, after you see the bridge on opening day, you'll see an interesting clip
280
1084000
4000
Но също, след като видите моста в деня на откриването, ще видите един интересен клип
18:26
of work done by a bridge engineer at Cambridge named Allan McRobie,
281
1088000
5000
от работата на един инженер по мостовете в Кеймбридж на име Алън Макроби,
18:31
who figured out what happened on the bridge,
282
1093000
2000
който проумял какво се е случило на моста,
18:33
and who built a bridge simulator to explain exactly what the problem was.
283
1095000
4000
и който изградил мостов симулатор, за да обясни какъв точно е бил проблемът.
18:37
It was a kind of unintended positive feedback loop
284
1099000
4000
Било е един вид неволен затворен кръг на позитивна обратна връзка
18:41
between the way the people walked and the way the bridge began to move,
285
1103000
3000
между начина, по който вървели хората, и начина, по който мостът започнал да се движи,
18:44
that engineers knew nothing about.
286
1106000
2000
за който инженерите не знаели нищо.
18:46
Actually, I think the first person you'll see
287
1108000
2000
Всъщност мисля, че първият човек, когото ще видите,
18:48
is the young engineer who was put in charge of this project. Okay.
288
1110000
4000
е младият инженер, който отговарял за този проект.
18:53
(Video) Interviewer: Did anyone get hurt? Engineer: No.
289
1115000
2000
(Видео:) Интервюиращ: Пострадал ли е някой? Инженер: Не.
18:55
Interviewer: Right. So it was quite small -- Engineer: Yes. Interviewer: -- but real?
290
1117000
3000
Интервюиращ: Така. Значи е бил доста малък... Инженер: Да. Интервюиращ:...но истински?
18:58
Engineer: Absolutely. Interviewer: You thought, "Oh, bother."
291
1120000
3000
Инженер: Абсолютно. Интервюиращ: Помислили сте си: "О, беля."
19:01
Engineer: I felt I was disappointed about it.
292
1123000
3000
Инженер: Чувствах се разочарован от това.
19:04
We'd spent a lot of time designing this bridge, and we'd analyzed it,
293
1126000
4000
Бяхме прекарали много време в проектиране на този мост, бяхме го анализирали,
19:08
we'd checked it to codes -- to heavier loads than the codes --
294
1130000
3000
бяхме проверили кодовете... за по-тежки товари от кодовете...
19:11
and here it was doing something that we didn't know about.
295
1133000
3000
а ето го, правеше нещо, което не ни беше известно.
19:14
Interviewer: You didn't expect. Engineer: Exactly.
296
1136000
2000
Интервюиращ: Не сте очаквали. Инженер: Точно така.
19:16
Narrator: The most dramatic and shocking footage
297
1138000
3000
Говорител: Най-драматичните и смайващи кадри
19:19
shows whole sections of the crowd -- hundreds of people --
298
1141000
3000
показват цели части от тълпата... стотици хора...
19:22
apparently rocking from side to side in unison,
299
1144000
2000
очевидно поклащащи се от едната на другата страна в унисон,
19:24
not only with each other, but with the bridge.
300
1146000
3000
не само един с друг, но и с моста.
19:27
This synchronized movement seemed to be driving the bridge.
301
1149000
4000
Това синхронизирано движение като че ли движеше моста.
19:31
But how could the crowd become synchronized?
302
1153000
3000
Но как може тълпата да се синхронизира?
19:34
Was there something special about the Millennium Bridge that caused this effect?
303
1156000
4000
Имало ли е нещо специално в моста Милениум, което причиняваше този ефект?
19:38
This was to be the focus of the investigation.
304
1160000
4000
Това трябваше да е фокусът на проучването.
19:42
Interviewer: Well, at last the simulated bridge is finished, and I can make it wobble.
305
1164000
6000
Интервюиращ: Е, най-сетне симулираният мост е завършен, и мога да го накарам да се полюшва.
19:49
Now, Allan, this is all your fault, isn't it? Allan McRobie: Yes.
306
1171000
4000
Алън, ти си виновен за всичко това, нали? Алън Макроби: Да.
19:53
Interviewer: You designed this, yes, this simulated bridge,
307
1175000
2000
Интервюиращ: Ти си проектирал това, да, този симулиран мост,
19:55
and this, you reckon, mimics the action of the real bridge?
308
1177000
3000
и това според теб имитира действието на истинския мост?
19:58
AM: It captures a lot of the physics, yes.
309
1180000
2000
АМ: Улавя много от физиката, да.
20:00
Interviewer: Right. So if we get on it, we should be able to wobble it, yes?
310
1182000
3000
Интервюиращ: Така. Значи ако се качим на него, трябва да можем да го поклащаме, нали?
20:06
Allan McRobie is a bridge engineer from Cambridge who wrote to me,
311
1188000
3000
Алън Макроби е инженер по мостовете от Кеймбридж, който ми писа
20:09
suggesting that a bridge simulator ought to wobble
312
1191000
3000
с предположение, че симулатор на мост трябва да се полюшва
20:12
in the same way as the real bridge --
313
1194000
2000
по същия начин като реалния мост...
20:14
provided we hung it on pendulums of exactly the right length.
314
1196000
2000
стига да го окачим на въжета с точно правилната дължина.
20:16
AM: This one's only a couple of tons, so it's fairly easy to get going.
315
1198000
3000
АМ: Това са само два тона, така че е доста лесно да тръгне.
20:19
Just by walking. Interviewer: Well, it's certainly going now.
316
1201000
3000
Само чрез ходене. Интервюиращ: Е, сега със сигурност върви.
20:22
AM: It doesn't have to be a real dangle. Just walk. It starts to go.
317
1204000
3000
АМ: Няма нужда да е истинско люлеене. Просто вървете. Започва да се движи.
20:25
Interviewer: It's actually quite difficult to walk.
318
1207000
3000
Интервюиращ: Всъщност е доста трудно да се върви.
20:28
You have to be careful where you put your feet down, don't you,
319
1210000
3000
Трябва да внимаваш къде стъпваш, нали,
20:31
because if you get it wrong, it just throws you off your feet.
320
1213000
3000
защото ако го объркаш, направо те събаря.
20:34
AM: It certainly affects the way you walk, yes. You can't walk normally on it.
321
1216000
4000
АМ: Със сигурност влияе на начина, по който вървиш, да. Не може да се върви нормално по него.
20:39
Interviewer: No. If you try and put one foot in front of another,
322
1221000
2000
Интервюиращ: Не. Ако опиташ да слагаш единия крак пред другия,
20:41
it's moving your feet away from under you. AM: Yes.
323
1223000
3000
то придвижва краката ти надалеч изпод теб. АМ: Да.
20:44
Interviewer: So you've got to put your feet out sideways.
324
1226000
2000
Интервюиращ: Затова трябва да слагаш стъпалата си встрани.
20:47
So already, the simulator is making me walk in exactly the same way
325
1229000
3000
Симулаторът вече ме кара да вървя точно по същия начин,
20:50
as our witnesses walked on the real bridge.
326
1232000
2000
както вървяха нашите свидетели по истинския мост.
20:52
AM: ... ice-skating gait. There isn't all this sort of snake way of walking.
327
1234000
3000
АМ:...походка като пързаляне с кънки на лед. Не всичко е тази някак змийска походка.
20:55
Interviewer: For a more convincing experiment,
328
1237000
2000
Интервюиращ: За по-убедителен експеримент
20:57
I wanted my own opening-day crowd, the sound check team.
329
1239000
3000
исках своя собствена тълпа в деня на откриването, екипът за проверка на звука.
21:00
Their instructions: just walk normally.
330
1242000
3000
Инструкциите им: просто вървете нормално.
21:12
It's really intriguing because none of these people is trying to drive it.
331
1254000
4000
Наистина е интригуващо, защото никой от тези хора не се опитва да го движи.
21:16
They're all having some difficulty walking.
332
1258000
2000
Всички имат известни трудности при ходене.
21:19
And the only way you can walk comfortably is by getting in step.
333
1261000
3000
И единственият начин, по който може да се върви удобно, е като вървиш в крачка.
21:22
But then, of course, everyone is driving the bridge.
334
1264000
3000
Но, разбира се, всички тласкат моста.
21:27
You can't help it. You're actually forced by the movement of the bridge to get into step,
335
1269000
5000
Няма начин. Всъщност си принуден от движението на моста да влезеш в крачка
21:32
and therefore to drive it to move further.
336
1274000
2000
и така го тласкаш да се движи още повече.
21:38
SS: All right, well, with that from the Ministry of Silly Walks,
337
1280000
4000
СС: Е, добре, с това вероятно е най-добре да приключа
21:42
maybe I'd better end. I see I've gone over.
338
1284000
3000
от Министерството на глупавите походки. Виждам, че съм надвишил.
21:45
But I hope that you'll go outside and see the world in a new way,
339
1287000
3000
Но се надявам да излезете навън и да видите света по нов начин,
21:48
to see all the amazing synchrony around us. Thank you.
340
1290000
3000
да видите целия изумителен синхрон около нас. Благодаря.
21:51
(Applause)
341
1293000
2000
(Аплодисменти)
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