TED2004
Steven Strogatz: The science of sync
Steven Strogatz o synchronizacji
Filmed:
Readability: 3.6
755,988 views
Matematyk Steven Strogatz pokazuje, jak stada zwierząt (ptaków, świetlików czy ryb) synchronizują się i działają wspólnie, choć nikt nimi nie kieruje. To przemożne dążenie do synchronizacji obejmuje również świat rzeczy martwych.
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
Wydaje mi się,
00:21
and it occurred to me that for some reason we take pleasure in synchronizing.
1
3000
7000
że z jakiegoś powodu synchronizacja sprawia nam przyjemność.
00:28
We like to dance together, we like singing together.
2
10000
3000
Lubimy wspólnie tańczyć i śpiewać.
00:31
And so, if you'll put up with this, I would like to enlist your help
3
13000
5000
Więc chciałbym, żebyście pomogli mi
00:36
with a first experiment today. The experiment is --
4
18000
4000
w pierwszym eksperymencie. Tym doświadczeniem jest...
00:40
and I notice, by the way, that when you applauded,
5
22000
3000
Przy okazji zwrócę uwagę, że wasze oklaski
00:43
that you did it in a typical North American way,
6
25000
2000
były typowe dla USA,
00:45
that is, you were raucous and incoherent.
7
27000
4000
tzn. były hałaśliwe i niespójne, zdezorganizowane.
00:49
You were not organized. It didn't even occur to you to clap in unison.
8
31000
5000
Przez myśl wam nie przeszło synchroniczne klaskanie.
00:54
Do you think you could do it? I would like to see if this audience would --
9
36000
4000
Potraficie to zrobić? Chciałbym zobaczyć, czy ta widownia potrafi...
00:58
no, you haven't practiced, as far as I know --
10
40000
2000
Nie ćwiczyliście, o ile wiem.
01:00
can you get it together to clap in sync?
11
42000
3000
Czy potraficie klaskać w jednym tempie?
01:04
(Clapping)
12
46000
9000
(Oklaski)
01:14
Whoa! Now, that's what we call emergent behavior.
13
56000
2000
To się nazywa zachowanie emergentne!
01:16
(Laughter)
14
58000
2000
(Śmiech)
01:18
So I didn't expect that, but -- I mean, I expected you could synchronize.
15
60000
4000
Wiedziałem, że potraficie się zsynchronizować,
01:22
It didn't occur to me you'd increase your frequency.
16
64000
3000
ale nie spodziewałem się, że zwiększycie częstotliwość.
01:25
It's interesting.
17
67000
2000
To ciekawe.
01:27
(Laughter)
18
69000
3000
(Śmiech)
01:30
So what do we make of that? First of all, we know that you're all brilliant.
19
72000
4000
Wniosek? Przede wszystkim, wiemy, że jesteście błyskotliwi.
01:34
This is a room full of intelligent people, highly sensitive.
20
76000
4000
Sala jest pełna osób inteligentnych i bardzo wrażliwych.
01:38
Some trained musicians out there.
21
80000
3000
Siedzi tu paru zawodowych muzyków.
01:41
Is that what enabled you to synchronize?
22
83000
2000
Czy to umożliwiło synchronizację?
01:43
So to put the question a little more seriously,
23
85000
3000
Stawiając pytanie trochę bardziej serio,
01:46
let's ask ourselves what are the minimum requirements for what you just did,
24
88000
4000
jakie są minimalne wymogi, żeby, tak jak wy,
01:50
for spontaneous synchronization.
25
92000
3000
samorzutnie się zsynchronizować?
01:53
Do you need, for instance, to be as smart as you are?
26
95000
4000
Na przykład, czy trzeba być tak bystrym jak wy?
01:57
Do you even need a brain at all just to synchronize?
27
99000
7000
Czy żeby się zsynchronizować, w ogóle potrzebny jest mózg?
02:04
Do you need to be alive? I mean, that's a spooky thought, right?
28
106000
5000
Czy trzeba być żywym? To upiorna myśl, prawda?
02:09
Inanimate objects that might spontaneously synchronize themselves.
29
111000
5000
Przedmioty nieożywione, które mogą się samoistnie synchronizować.
02:14
It's real. In fact, I'll try to explain today that sync is maybe one of,
30
116000
7000
Ale to prawda. Synchronizacja może być, jak postaram się dziś pokazać,
02:21
if not one of the most, perhaps the most pervasive drive in all of nature.
31
123000
4000
jedną z najpowszechniej występujących sił w przyrodzie.
02:25
It extends from the subatomic scale to the farthest reaches of the cosmos.
32
127000
6000
Pojawia się od skali subatomowej, po najdalsze kresy kosmosu.
02:31
It's a deep tendency toward order in nature
33
133000
4000
Jest podstawowym dążeniem natury do porządku,
02:35
that opposes what we've all been taught about entropy.
34
137000
3000
przeciwstawnym temu, co wiemy o entropii.
02:38
I mean, I'm not saying the law of entropy is wrong -- it's not.
35
140000
3000
Nie mówię, że prawo wzrostu entropii jest fałszywe.
02:41
But there is a countervailing force in the universe --
36
143000
2000
Jednak we wszechświecie,
02:43
the tendency towards spontaneous order. And so that's our theme.
37
145000
5000
istnieje przeciwwaga, dążenie do samorzutnego porządku. Tym się dziś zajmiemy.
02:48
Now, to get into that, let me begin with what might have occurred to you immediately
38
150000
4000
Zacznę od tego, co mogło wam przyjść do głowy,
02:52
when you hear that we're talking about synchrony in nature,
39
154000
4000
gdy tylko usłyszeliście, że mówimy o synchronii w naturze,
02:56
which is the glorious example of birds that flock together,
40
158000
6000
czyli od wspaniałego przykładu gromadnie latających ptaków
03:02
or fish swimming in organized schools.
41
164000
4000
lub pływających ławicami ryb.
03:06
So these are not particularly intelligent creatures,
42
168000
4000
Choć nie są to zbyt inteligentne zwierzęta,
03:10
and yet, as we'll see, they exhibit beautiful ballets.
43
172000
3000
zobaczymy, jak piękne stworzą widowisko.
03:15
This is from a BBC show called "Predators,"
44
177000
2000
Fragment programu BBC "Drapieżniki"
03:17
and what we're looking at here are examples of synchrony that have to do with defense.
45
179000
5000
pokazuje przykłady synchronizacji pomagającej w obronie.
03:23
When you're small and vulnerable, like these starlings,
46
185000
3000
Gdy jest się małym i bezbronnym, jak te szpaki
03:26
or like the fish, it helps to swarm to avoid predators, to confuse predators.
47
188000
7000
lub jak ryby, rojenie się pomaga unikać i dezorientować drapieżców.
03:35
Let me be quiet for a second because this is so gorgeous.
48
197000
3000
To tak zachwycające, że uciszę się na chwilę.
03:53
For a long time, biologists were puzzled by this behavior,
49
215000
3000
Przez długi czas było dla biologów zagadką,
03:56
wondering how it could be possible.
50
218000
2000
jak to zachowanie jest możliwe.
03:59
We're so used to choreography giving rise to synchrony.
51
221000
3000
Przywykliśmy, że synchronia bierze się z choreografii.
04:03
These creatures are not choreographed.
52
225000
2000
Te zwierzęta nie mają choreografów.
04:05
They're choreographing themselves.
53
227000
2000
Same są sobie choreografami.
04:09
And only today is science starting to figure out how it works.
54
231000
3000
Dopiero teraz nauka zaczyna rozumieć, jak to działa.
04:13
I'll show you a computer model made by Iain Couzin, a researcher at Oxford,
55
235000
6000
Pokażę model komputerowy Iana Kuzana, badacza z Oxfordu,
04:19
that shows how swarms work.
56
241000
2000
ilustrujący działanie ławic.
04:21
There are just three simple rules.
57
243000
2000
Są tylko trzy proste reguły.
04:24
First, all the individuals are only aware of their nearest neighbors.
58
246000
4000
Po pierwsze, wszystkie osobniki widzą tylko swoich najbliższych sąsiadów.
04:29
Second, all the individuals have a tendency to line up.
59
251000
3000
Po drugie, wolą ustawiać się w rzędach.
04:33
And third, they're all attracted to each other,
60
255000
3000
I po trzecie, wszystkie chcą zbliżyć się do siebie
04:36
but they try to keep a small distance apart.
61
258000
2000
na pewną małą odległość.
04:39
And when you build those three rules in,
62
261000
3000
Kiedy wbuduje się te trzy reguły,
04:42
automatically you start to see swarms
63
264000
2000
automatycznie tworzą się roje,
04:44
that look very much like fish schools or bird flocks.
64
266000
3000
przypominające ławice ryb lub stada ptaków.
04:48
Now, fish like to stay close together, about a body length apart.
65
270000
4000
Ryby lubią być blisko siebie, na odległość długości ciała.
04:52
Birds try to stay about three or four body lengths apart.
66
274000
3000
Ptaki starają się być 3-4 długości ciała od siebie.
04:55
But except for that difference, the rules are the same for both.
67
277000
3000
Ale poza tymi różnicami, reguły są jednakowe.
05:04
Now, all this changes when a predator enters the scene.
68
286000
3000
Wszystko się zmienia, gdy wkracza drapieżnik.
05:09
There's a fourth rule: when a predator's coming, get out of the way.
69
291000
5000
Jest też czwarta zasada: gdy zbliża się drapieżnik, zejdź mu z drogi.
05:23
Here on the model you see the predator attacking.
70
305000
3000
Kiedy drapieżnik atakuje, ofiary rozbiegają się
05:28
The prey move out in random directions,
71
310000
2000
w przypadkowych kierunkach,
05:30
and then the rule of attraction brings them back together again,
72
312000
3000
a reguła bliskości ściąga je z powrotem,
05:33
so there's this constant splitting and reforming.
73
315000
3000
co powoduje ciągłe podziały i przegrupowania.
05:37
And you see that in nature.
74
319000
2000
Obserwuje się to w naturze.
05:47
Keep in mind that, although it looks as if each individual is acting to cooperate,
75
329000
6000
Pamiętajmy, że choć wydaje się, że wszystkie osobniki współdziałają,
05:53
what's really going on is a kind of selfish Darwinian behavior.
76
335000
4000
w rzeczywistości to samolubne darwinowskie zachowanie.
05:57
Each is scattering away at random to try to save its scales or feathers.
77
339000
4000
Każdy ucieka na oślep, ratując własne łuski, lub pióra.
06:03
That is, out of the desire to save itself,
78
345000
3000
Czyli pragnąc uratować samego siebie,
06:06
each creature is following these rules,
79
348000
3000
każde stworzenie przestrzega tych zasad,
06:09
and that leads to something that's safe for all of them.
80
351000
2000
a to zapewnia bezpieczeństwo wszystkim.
06:11
Even though it looks like they're thinking as a group, they're not.
81
353000
3000
Wydaje się, że myślą grupowo, ale tak nie jest.
06:32
You might wonder what exactly is the advantage to being in a swarm,
82
374000
3000
Można się zastanawiać, jaki zysk niesie bycie w roju.
06:35
so you can think of several.
83
377000
2000
Jest kilka takich korzyści.
06:37
As I say, if you're in a swarm, your odds of being the unlucky one
84
379000
4000
W dużym stadzie szanse, że to nam się dostanie,
06:41
are reduced as compared to a small group.
85
383000
3000
są małe, w porównaniu do niewielkiej grupy.
06:45
There are many eyes to spot danger.
86
387000
3000
Jest więcej czujnych oczu.
06:48
And you'll see in the example with the starlings, with the birds,
87
390000
7000
Jak zobaczycie na przykładzie szpaków,
06:55
when this peregrine hawk is about to attack them,
88
397000
2000
atak sokoła wędrownego
06:57
that actually waves of panic can propagate,
89
399000
3000
może wywołać propagację fal paniki,
07:00
sending messages over great distances.
90
402000
3000
które rozsyłają wiadomości na ogromną odległość.
07:03
You'll see -- let's see, it's coming up possibly at the very end -- maybe not.
91
405000
8000
Zaraz to zobaczycie, chyba na samym końcu...
07:12
Information can be sent over half a kilometer away
92
414000
3000
Dzięki temu mechanizmowi informacje są przesyłane
07:15
in a very short time through this mechanism.
93
417000
3000
bardzo szybko, na ponad pół kilometra.
07:20
Yes, it's happening here.
94
422000
2000
Właśnie teraz to widać.
07:22
See if you can see those waves propagating through the swarm.
95
424000
3000
Widzicie fale rozchodzące się po chmarze ptaków?
07:26
It's beautiful. The birds are, we sort of understand, we think,
96
428000
4000
Piękne. Wydaje nam się, że rozumiemy, co się dzieje,
07:30
from that computer model, what's going on.
97
432000
2000
dzięki temu modelowi komputerowemu.
07:32
As I say, it's just those three simple rules,
98
434000
2000
Wystarczą tylko te trzy reguły,
07:34
plus the one about watch out for predators.
99
436000
2000
plus reakcja na drapieżnika.
07:36
There doesn't seem to be anything mystical about this.
100
438000
3000
Nie ma w tym chyba nic mistycznego.
07:39
We don't, however, really understand at a mathematical level.
101
441000
3000
Jednak matematyka nie wyjaśnia tego do końca.
07:42
I'm a mathematician. We would like to be able to understand better.
102
444000
4000
Sam jestem matematykiem i chciałbym zrozumieć to lepiej.
07:46
I mean, I showed you a computer model, but a computer is not understanding.
103
448000
3000
Jest model komputerowy, ale komputer to nie rozumienie,
07:49
A computer is, in a way, just another experiment.
104
451000
3000
ale w pewnym sensie, tylko kolejny eksperyment.
07:52
We would really like to have a deeper insight into how this works
105
454000
3000
Chcemy jeszcze dogłębniej poznać, jak to działa,
07:55
and to understand, you know, exactly where this organization comes from.
106
457000
5000
zrozumieć, skąd bierze się takie uporządkowanie.
08:00
How do the rules give rise to the patterns?
107
462000
2000
Jak reguły tworzą te wzory?
08:02
There is one case that we have begun to understand better,
108
464000
3000
W jednym przypadku zaczęliśmy lepiej to rozumieć,
08:05
and it's the case of fireflies.
109
467000
3000
w przypadku świetlików.
08:08
If you see fireflies in North America,
110
470000
2000
W Ameryce Północnej świetliki,
08:10
like so many North American sorts of things,
111
472000
2000
jak wiele innych rzeczy,
08:12
they tend to be independent operators. They ignore each other.
112
474000
4000
działają niezależnie, ignorując się nawzajem.
08:16
They each do their own thing, flashing on and off,
113
478000
2000
Każdy robi swoje, pulsuje światłem,
08:18
paying no attention to their neighbors.
114
480000
2000
nie zważając na sąsiada.
08:20
But in Southeast Asia -- places like Thailand or Malaysia or Borneo --
115
482000
5000
Ale w Azji Południowo-Wschodniej, w Tajlandii, Malezji czy Borneo,
08:25
there's a beautiful cooperative behavior that occurs among male fireflies.
116
487000
5000
zachodzi niezwykłe współdziałanie samców świetlików.
08:30
You can see it every night along the river banks.
117
492000
3000
Można je urzeć każdej nocy, wzdłuż brzegów rzek.
08:33
The trees, mangrove trees, are filled with fireflies communicating with light.
118
495000
5000
Namorzyny pełne są świetlików porozumiewających się błyskami.
08:38
Specifically, it's male fireflies who are all flashing in perfect time together,
119
500000
5000
Szczególnie samców pulsujących w zgodnym rytmie,
08:43
in perfect synchrony, to reinforce a message to the females.
120
505000
4000
w doskonałej synchronii, by wzmocnić sygnał dla samic.
08:47
And the message, as you can imagine, is "Come hither. Mate with me."
121
509000
4000
Jak się zapewne domyślacie, samce mówią "Chodź, spółkuj ze mną."
08:52
(Music)
122
514000
6000
(Muzyka)
08:59
In a second I'm going to show you a slow motion of a single firefly
123
521000
4000
Pokażę pojedynczego świetlika w zwolnionym tempie,
09:03
so that you can get a sense. This is a single frame.
124
525000
3000
żeby dać wam lepsze wyobrażenie. To pojedyncza klatka.
09:06
Then on, and then off -- a 30th of a second, there.
125
528000
5000
Zapala się na 1/30 sekundy i gaśnie.
09:11
And then watch this whole river bank, and watch how precise the synchrony is.
126
533000
4000
Zobaczcie, jak dokładna jest synchronizacja na całym brzegu.
09:18
On, more on and then off.
127
540000
3000
Zapalają się, zapala się więcej, potem gasną.
09:27
The combined light from these beetles -- these are actually tiny beetles --
128
549000
3000
Wspólne światło tych malutkich chrząszczy
09:30
is so bright that fishermen out at sea can use them
129
552000
3000
jest tak jasne, że wracającym z morza rybakom
09:33
as navigating beacons to find their way back to their home rivers. It's stunning.
130
555000
4000
pozwala, jak znak nawigacyjny, znaleźć odpowiednie ujście rzeki.
09:37
For a long time it was not believed
131
559000
2000
Długo nie wierzono,
09:39
when the first Western travelers, like Sir Francis Drake,
132
561000
3000
gdy pierwsi zachodni podróżnicy, jak Sir Francis Drake,
09:42
went to Thailand and came back with tales of this unbelievable spectacle.
133
564000
4000
wrócili z Tajlandii z opowieściami o tym niewiarygodnym spektaklu.
09:46
No one believed them.
134
568000
2000
Nikt im nie wierzył.
09:48
We don't see anything like this in Europe or in the West.
135
570000
3000
Niczego takiego nie obserwujemy w Europie czy Ameryce.
09:51
And for a long time, even after it was documented,
136
573000
3000
Długo po tym, gdy zjawisko zostało udokumentowane,
09:54
it was thought to be some kind of optical illusion.
137
576000
2000
myślano, że to złudzenie optyczne.
09:56
Scientific papers were published saying it was twitching eyelids
138
578000
3000
Prasa naukowa przekonywała, że to wynik drgania powiek
09:59
that explained it, or, you know, a human being's tendency
139
581000
4000
lub ludzkiej skłonności do widzenia wzorców tam, gdzie ich nie ma.
10:03
to see patterns where there are none.
140
585000
2000
lub ludzkiej skłonności do widzenia struktury tam, gdzie jej nie ma.
10:05
But I hope you've convinced yourself now, with this nighttime video,
141
587000
3000
Ale mam nadzieję, że to nocne nagranie przekonało was,
10:08
that they really were very well synchronized.
142
590000
3000
że one naprawdę świetnie się synchronizują.
10:11
Okay, well, the issue then is, do we need to be alive
143
593000
3000
Pytanie jednak brzmi, czy trzeba być żywym,
10:14
to see this kind of spontaneous order,
144
596000
2000
by tak samoistnie się porządkować.
10:16
and I've already hinted that the answer is no.
145
598000
3000
I podpowiedziałem już, że odpowiedź brzmi "nie".
10:21
Well, you don't have to be a whole creature.
146
603000
2000
Nie trzeba całego zwierzęcia.
10:23
You can even be just a single cell.
147
605000
2000
Wystarczy pojedyncza komórka.
10:25
Like, take, for instance, your pacemaker cells in your heart right now.
148
607000
3000
Weźmy na przykład komórki rozrusznikowe serca.
10:28
They're keeping you alive.
149
610000
2000
One trzymają was przy życiu.
10:30
Every beat of your heart depends on this crucial region, the sinoatrial node,
150
612000
5000
Każdy skurcz serca zależy od węzła zatokowo-przedsionkowego,
10:35
which has about 10,000 independent cells that would each beep,
151
617000
4000
w którym ok. 10 000 niezależnych komórek generuje impulsy,
10:39
have an electrical rhythm -- a voltage up and down --
152
621000
3000
ma swój elektryczny rytm - napięcie wzrasta i spada,
10:42
to send a signal to the ventricles to pump.
153
624000
3000
wysyła do komór sygnał, żeby pompowały.
10:45
Now, your pacemaker is not a single cell.
154
627000
3000
Wasz naturalny rozrusznik to nie jedna komórka,
10:48
It's this democracy of 10,000 cells that all have to fire in unison
155
630000
3000
to armia 10 000 komórek, które muszą strzelać jednocześnie,
10:51
for the pacemaker to work correctly.
156
633000
2000
by rozrusznik działał poprawnie.
10:54
I don't want to give you the idea that synchrony is always a good idea.
157
636000
3000
Nie mówię, że synchronizacja to zawsze dobry pomysł.
10:57
If you have epilepsy, there is an instance of billions of brain cells, or at least millions,
158
639000
5000
Gdy ma się epilepsję, miliardy, a co najmniej miliony komórek mózgu,
11:02
discharging in pathological concert.
159
644000
3000
wyładowują się w patologicznej zgodzie.
11:06
So this tendency towards order is not always a good thing.
160
648000
3000
Takie dążenie do ładu nie jest zawsze dobre.
11:10
You don't have to be alive. You don't have to be even a single cell.
161
652000
3000
Nie trzeba życia, ani nawet komórek.
11:13
If you look, for instance, at how lasers work,
162
655000
3000
Jeśli przyjrzeć się, jak działa np. laser,
11:16
that would be a case of atomic synchrony.
163
658000
3000
widać synchronizację atomów.
11:19
In a laser, what makes laser light so different from the light above my head here
164
661000
4000
To, co odróżnia światło nade mną od promienia lasera,
11:23
is that this light is incoherent --
165
665000
2000
to niespójność tego światła.
11:25
many different colors and different frequencies,
166
667000
3000
Jest tu wiele różnych kolorów i częstotliwości,
11:28
sort of like the way you clapped initially --
167
670000
3000
jak w waszym klaskanie na początku.
11:31
but if you were a laser, it would be rhythmic applause.
168
673000
3000
Jeśli bylibyście laserem, byłyby to rytmiczne oklaski.
11:34
It would be all atoms pulsating in unison,
169
676000
2000
Wszystkie atomy pulsowałyby zgodnie,
11:36
emitting light of one color, one frequency.
170
678000
3000
emitując światło jednego koloru i częstotliwości.
11:40
Now comes the very risky part of my talk,
171
682000
3000
Teraz czas na bardzo ryzykowną część mojej prezentacji,
11:43
which is to demonstrate that inanimate things can synchronize.
172
685000
4000
demonstrującą, że rzeczy martwe też się synchronizują.
11:47
Hold your breath for me.
173
689000
2000
Trzymajcie za mnie kciuki.
11:49
What I have here are two empty water bottles.
174
691000
4000
Mam tu dwie puste butelki.
11:56
This is not Keith Barry doing a magic trick.
175
698000
2000
To nie Keith Barry i jego magiczna sztuczka.
11:58
This is a klutz just playing with some water bottles.
176
700000
5000
To tylko ciamajda bawi się butelkami.
12:03
I have some metronomes here.
177
705000
2000
Mam tu parę metronomów.
12:08
Can you hear that?
178
710000
2000
Słyszycie?
12:12
All right, so, I've got a metronome,
179
714000
2000
Dobrze, mam więc metronom,
12:14
and it's the world's smallest metronome, the -- well, I shouldn't advertise.
180
716000
4000
najmniejszy model na świecie, firmy... Nie powinienem reklamować.
12:18
Anyway, so this is the world's smallest metronome.
181
720000
3000
W każdym razie, jest najmniejszy na świecie.
12:21
I've set it on the fastest setting, and I'm going to now take
182
723000
3000
Włączyłem najszybsze tempo i teraz wezmę
12:24
another one set to the same setting.
183
726000
2000
jeszcze jeden nastawiony tak samo.
12:28
We can try this first. If I just put them on the table together,
184
730000
3000
Spróbujmy najpierw tak: postawię je razem na stole,
12:33
there's no reason for them to synchronize, and they probably won't.
185
735000
3000
nie mają powodu się synchronizować i pewnie nie będą.
12:42
Maybe you'd better listen to them. I'll stand here.
186
744000
2000
Może posłuchajcie ich. Stanę tutaj.
12:49
What I'm hoping is that they might just drift apart
187
751000
2000
Liczę na to, że się oddalą,
12:51
because their frequencies aren't perfectly the same.
188
753000
2000
bo lekko się różnią częstotliwościami.
13:01
Right? They did.
189
763000
2000
Prawda? Tak się stało.
13:03
They were in sync for a while, but then they drifted apart.
190
765000
2000
Taktowały wspólnie, ale rozeszły się.
13:07
And the reason is that they're not able to communicate.
191
769000
2000
Powodem jest brak komunikacji.
13:09
Now, you might think that's a bizarre idea.
192
771000
2000
Myślicie pewnie, że to dziwaczny pomysł.
13:11
How can metronomes communicate?
193
773000
2000
Komunikacja metronomów?
13:14
Well, they can communicate through mechanical forces.
194
776000
3000
Otóż tak, oparta na siłach mechanicznych.
13:17
So I'm going to give them a chance to do that.
195
779000
2000
Umożliwię im ją.
13:19
I also want to wind this one up a bit. How can they communicate?
196
781000
3000
Podkręcę trochę tempo. Jak mogą się porozumiewać?
13:22
I'm going to put them on a movable platform,
197
784000
2000
Postawię je na ruchomym pomoście,
13:24
which is the "Guide to Graduate Study at Cornell." Okay? So here it is.
198
786000
9000
którym jest "Informator studiów magisterskich na Cornell". Weźmy go.
13:33
Let's see if we can get this to work.
199
795000
2000
Zobaczymy, czy to zadziała.
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
Żona podpowiedziała mi, że lepiej postawić oba jednocześnie,
13:41
because otherwise the whole thing will tip over.
201
803000
2000
bo inaczej wszystko się przewróci.
13:43
All right. So there we go. Let's see. OK, I'm not trying to cheat --
202
805000
7000
Dobrze, próbujemy. Wcale nie staram się oszukiwać...
13:50
let me start them out of sync. No, hard to even do that.
203
812000
5000
niech wychylenia będą różne. Nie, nawet tak trudno.
14:08
(Applause)
204
830000
4000
(Brawa)
14:12
All right. So before any one goes out of sync, I'll just put those right there.
205
834000
5000
Świetnie. Odstawię je, zanim się zdesynchronizują.
14:17
(Laughter)
206
839000
1000
(Śmiech)
14:18
Now, that might seem a bit whimsical,
207
840000
2000
To tylko zabawa,
14:20
but this pervasiveness of this tendency towards spontaneous order
208
842000
5000
jednak takie uparte, samoistne porządkowanie się
14:25
sometimes has unexpected consequences.
209
847000
4000
miewa czasem niespodziewane konsekwencje.
14:29
And a clear case of that,
210
851000
2000
Wyraźnym tego przykładem było zdarzenie w Londynie w 2000 roku.
14:31
was something that happened in London in the year 2000.
211
853000
3000
Wyraźnym tego przykładem było zdarzenie w Londynie w 2000 roku.
14:34
The Millennium Bridge was supposed to be the pride of London --
212
856000
3000
Most Milenijny miał być dumą Londynu.
14:37
a beautiful new footbridge erected across the Thames,
213
859000
4000
Piękna, nowa kładka wzniesiona nad Tamizą,
14:41
first river crossing in over 100 years in London.
214
863000
4000
pierwszy od ponad 100 lat most w mieście.
14:45
There was a big competition for the design of this bridge,
215
867000
3000
Zaczęła się ostra rywalizacja o projekt,
14:48
and the winning proposal was submitted by an unusual team --
216
870000
4000
którą wygrał niezwykły zespół,
14:52
in the TED spirit, actually -- of an architect --
217
874000
3000
właściwie w duchu TED - architekt,
14:55
perhaps the greatest architect in the United Kingdom, Lord Norman Foster --
218
877000
4000
być może największy w Wielkiej Brytanii, Lord Norman Foster,
14:59
working with an artist, a sculptor, Sir Anthony Caro,
219
881000
5000
artysta rzeźbiarz, Sir Anthony Caro,
15:04
and an engineering firm, Ove Arup.
220
886000
4000
oraz firma inżynierii budowlanej, Ove Arup.
15:08
And together they submitted a design based on Lord Foster's vision,
221
890000
5000
Wspólnie stworzyli projekt wedle wizji Lorda Fostera.
15:13
which was -- he remembered as a kid reading Flash Gordon comic books,
222
895000
4000
Pamiętał on z dzieciństwa komiksy z Flashem Gordonem
15:17
and he said that when Flash Gordon would come to an abyss,
223
899000
3000
i powiedział, że gdy Flash Gordon przechodził nad przepaścią,
15:20
he would shoot what today would be a kind of a light saber.
224
902000
3000
strzelał z, dziś powiedzielibyśmy, miecza świetlnego.
15:23
He would shoot his light saber across the abyss, making a blade of light,
225
905000
4000
Strzelał, przecinając ciemność nad przepaścią ostrzem ze światła,
15:27
and then scamper across on this blade of light.
226
909000
2000
a potem przebiegał po nim.
15:29
He said, "That's the vision I want to give to London.
227
911000
2000
Powiedział: "To wizja, którą chcę dać Londynowi."
15:31
I want a blade of light across the Thames."
228
913000
3000
"Chcę ujrzeć nad Tamizą świetlne ostrze".
15:35
So they built the blade of light,
229
917000
2000
I zbudowano ostrze ze światła,
15:37
and it's a very thin ribbon of steel, the world's --
230
919000
6000
cienką wstęgę ze stali,
15:43
probably the flattest and thinnest suspension bridge there is,
231
925000
3000
chyba najbardziej płaski i cienki most wiszący na świecie,
15:46
with cables that are out on the side.
232
928000
3000
z linami nośnymi na zewnątrz, po bokach.
15:49
You're used to suspension bridges with big droopy cables on the top.
233
931000
3000
Przyzwyczailiście się do lin wiszących z góry, centralnie.
15:52
These cables were on the side of the bridge,
234
934000
3000
Te liny są z boku mostu,
15:55
like if you took a rubber band and stretched it taut across the Thames --
235
937000
4000
jakby naprężono gumkę i rozpięto ją nad Tamizą.
15:59
that's what's holding up this bridge.
236
941000
2000
To utrzymuje ten most.
16:01
Now, everyone was very excited to try it out.
237
943000
2000
Ludzie bardzo chcieli się po nim przejść.
16:03
On opening day, thousands of Londoners came out, and something happened.
238
945000
5000
W dzień otwarcia przyszły tysiące londyńczyków i coś się stało.
16:08
And within two days the bridge was closed to the public.
239
950000
4000
W ciągu dwu dni most zamknięto.
16:12
So I want to first show you some interviews with people
240
954000
5000
Pokażę wam najpierw wywiady z osobami,
16:17
who were on the bridge on opening day, who will describe what happened.
241
959000
3000
które były na moście w dzień otwarcia.
16:20
Man: It really started moving sideways and slightly up and down,
242
962000
5000
Mężczyzna: Zaczął się ruszać na boki i trochę w górę i dół,
16:25
rather like being on the boat.
243
967000
3000
jakby to była łódka.
16:28
Woman: Yeah, it felt unstable, and it was very windy,
244
970000
3000
Kobieta: Tak, most był chwiejny i mocno wiało,
16:31
and I remember it had lots of flags up and down the sides, so you could definitely --
245
973000
4000
było to widać po tych wszystkich chorągiewkach po bokach.
16:35
there was something going on sideways, it felt, maybe.
246
977000
3000
Chyba czuło się, że kołysze na boki.
16:38
Interviewer: Not up and down? Boy: No.
247
980000
2000
Reporter: Nie w górę i w dół? Chłopiec: Nie.
16:40
Interviewer: And not forwards and backwards? Boy: No.
248
982000
2000
Reporter: I nie w przód i w tył? Chłopiec: Nie.
16:42
Interviewer: Just sideways. About how much was it moving, do you think?
249
984000
3000
Reporter: Tylko na boki. Jak bardzo się ruszał?
16:45
Boy: It was about --
250
987000
2000
Chłopiec: To było około...
16:47
Interviewer: I mean, that much, or this much?
251
989000
2000
Reporter: Tzn. tyle czy tyle?
16:49
Boy: About the second one.
252
991000
2000
Chłopiec: Raczej to drugie.
16:51
Interviewer: This much? Boy: Yeah.
253
993000
2000
Reporter: Aż tyle? Chłopiec: Tak.
16:53
Man: It was at least six, six to eight inches, I would have thought.
254
995000
3000
Mężczyzna: Wydaje mi się, że co najmniej 15-20 cm.
16:56
Interviewer: Right, so, at least this much? Man: Oh, yes.
255
998000
2000
Reporter: Czyli tyle? Mężczyzna: O, tak.
16:58
Woman: I remember wanting to get off.
256
1000000
2000
Kobieta: Pamiętam, że chciałam zejść.
17:00
Interviewer: Oh, did you? Woman: Yeah. It felt odd.
257
1002000
2000
Reporter: Naprawdę? Kobieta: Tak. Czułam się dziwnie.
17:02
Interviewer: So it was enough to be scary? Woman: Yeah, but I thought that was just me.
258
1004000
6000
Reporter: Tak było strasznie? Kobieta: Tak, ale myślałam, że to moja wyobraźnia.
17:08
Interviewer: Ah! Now, tell me why you had to do this?
259
1010000
3000
Reporter: Powiedz, czemu musiałeś tak robić?
17:11
Boy: We had to do this because, to keep in balance
260
1013000
2000
Chłopiec: Musiałem, żeby utrzymać równowagę,
17:13
because if you didn't keep your balance,
261
1015000
2000
bo gdybym nie utrzymał równowagi,
17:15
then you would just fall over about, like, to the left or right, about 45 degrees.
262
1017000
6000
to po prostu bym upadł, w lewo albo prawo, jakieś 45 stopni.
17:21
Interviewer: So just show me how you walk normally. Right.
263
1023000
4000
Reporter: To pokaż mi, jak chodzisz normalnie.
17:26
And then show me what it was like when the bridge started to go. Right.
264
1028000
5000
A teraz pokaż, jak to było, gdy most się zaczął ruszać.
17:31
So you had to deliberately push your feet out sideways and --
265
1033000
4000
Więc musiałeś umyślnie stawiać stopy na boki i...
17:35
oh, and short steps?
266
1037000
2000
O, i takie krótkie kroki?
17:37
Man: That's right. And it seemed obvious to me
267
1039000
3000
Mężczyzna: Tak jest. Wydawało mi się jasne,
17:40
that it was probably the number of people on it.
268
1042000
3000
że to przez liczbę ludzi na moście.
17:44
Interviewer: Were they deliberately walking in step, or anything like that?
269
1046000
4000
Reporter: Czy oni specjalnie stąpali jednakowo?
17:48
Man: No, they just had to conform to the movement of the bridge.
270
1050000
4000
Mężczyzna: Nie, ruch mostu ich do tego zmuszał.
17:52
Steven Strogatz: All right, so that already gives you a hint of what happened.
271
1054000
3000
Steven Strogatz: To podpowiada, co się tam naprawdę stało.
17:55
Think of the bridge as being like this platform.
272
1057000
4000
Wyobraźcie sobie, że kładka jest jak ta broszura.
17:59
Think of the people as being like metronomes.
273
1061000
3000
Niech ludzie będą metronomami.
18:02
Now, you might not be used to thinking of yourself as a metronome,
274
1064000
3000
Pewnie nie myśleliście dotąd o sobie jako o metronomach,
18:05
but after all, we do walk like -- I mean, we oscillate back and forth as we walk.
275
1067000
4000
ale przecież tak chodzimy - kołysząc się z boku na bok.
18:09
And especially if we start to walk like those people did, right?
276
1071000
3000
Szczególnie, gdy zaczniemy chodzić, jak tamci ludzie.
18:12
They all showed this strange sort of skating gait
277
1074000
4000
Wszyscy robili te dziwne, łyżwiarskie kroki,
18:16
that they adopted once the bridge started to move.
278
1078000
3000
od kiedy most zaczął się ruszać.
18:19
And so let me show you now the footage of the bridge.
279
1081000
3000
Pokażę wam teraz materiał filmowy z tym mostem.
18:22
But also, after you see the bridge on opening day, you'll see an interesting clip
280
1084000
4000
Po nagraniu z dnia otwarcia zobaczycie też ciekawy urywek filmu,
18:26
of work done by a bridge engineer at Cambridge named Allan McRobie,
281
1088000
5000
pokazujący pracę inżyniera budowy mostów z Cambridge, Allana McRobiego,
18:31
who figured out what happened on the bridge,
282
1093000
2000
który wytłumaczył, co się tam stało
18:33
and who built a bridge simulator to explain exactly what the problem was.
283
1095000
4000
i zbudował symulator mostu, by wyjaśnić, co stanowiło problem.
18:37
It was a kind of unintended positive feedback loop
284
1099000
4000
Było to niezamierzone sprzężenie zwrotne
18:41
between the way the people walked and the way the bridge began to move,
285
1103000
3000
pomiędzy chodem ludzi a ruchem mostu,
18:44
that engineers knew nothing about.
286
1106000
2000
nieznane dla inżynierów.
18:46
Actually, I think the first person you'll see
287
1108000
2000
Pierwszą osobą, którą zobaczycie,
18:48
is the young engineer who was put in charge of this project. Okay.
288
1110000
4000
jest młody inżynier, który zarządzał tym przedsięwzięciem.
18:53
(Video) Interviewer: Did anyone get hurt? Engineer: No.
289
1115000
2000
Reporter: Czy byli ranni? Inżynier: Nie.
18:55
Interviewer: Right. So it was quite small -- Engineer: Yes. Interviewer: -- but real?
290
1117000
3000
Reporter: Kołysanie było niewielkie. Inżynier: Tak. Reporter: Ale było.
18:58
Engineer: Absolutely. Interviewer: You thought, "Oh, bother."
291
1120000
3000
Inżynier: Absolutnie tak. Reporter: Pomyślał pan, "O, kurczę."
19:01
Engineer: I felt I was disappointed about it.
292
1123000
3000
Inżynier: Byłem zawiedziony.
19:04
We'd spent a lot of time designing this bridge, and we'd analyzed it,
293
1126000
4000
Tak długo pracowaliśmy nad tym projektem, analizowaliśmy go,
19:08
we'd checked it to codes -- to heavier loads than the codes --
294
1130000
3000
sprawdzaliśmy zgodność z normami, nawet dla większych obciążeń,
19:11
and here it was doing something that we didn't know about.
295
1133000
3000
a zdarzyło się coś, czego nie rozumieliśmy.
19:14
Interviewer: You didn't expect. Engineer: Exactly.
296
1136000
2000
Reporter: Nie przewidzieliście tego. Inżynier: Właśnie.
19:16
Narrator: The most dramatic and shocking footage
297
1138000
3000
Narrator: Dramatyczny materiał filmowy
19:19
shows whole sections of the crowd -- hundreds of people --
298
1141000
3000
pokazuje całe masy, setki ludzi,
19:22
apparently rocking from side to side in unison,
299
1144000
2000
kołyszące się razem na boki
19:24
not only with each other, but with the bridge.
300
1146000
3000
i na dodatek zgodnie z ruchem mostu.
19:27
This synchronized movement seemed to be driving the bridge.
301
1149000
4000
To synchroniczne bujanie zdawało się poruszać mostem.
19:31
But how could the crowd become synchronized?
302
1153000
3000
Ale jak tłum mógł się zsynchronizować?
19:34
Was there something special about the Millennium Bridge that caused this effect?
303
1156000
4000
Co takiego w Moście Milenijnym spowodowało ten efekt?
19:38
This was to be the focus of the investigation.
304
1160000
4000
To miał być cel dochodzenia.
19:42
Interviewer: Well, at last the simulated bridge is finished, and I can make it wobble.
305
1164000
6000
Reporter: W końcu symulator mostu jest gotowy i potrafię go rozchybotać.
19:49
Now, Allan, this is all your fault, isn't it? Allan McRobie: Yes.
306
1171000
4000
Allan, to wszystko twoja sprawka, prawda? Allan McRobie: Tak.
19:53
Interviewer: You designed this, yes, this simulated bridge,
307
1175000
2000
Reporter: Zaprojektowałeś ten symulator i sądzisz,
19:55
and this, you reckon, mimics the action of the real bridge?
308
1177000
3000
że imituje on zachowanie prawdziwego mostu?
19:58
AM: It captures a lot of the physics, yes.
309
1180000
2000
AM: Odtwarza wiele rzeczywistych zachowań.
20:00
Interviewer: Right. So if we get on it, we should be able to wobble it, yes?
310
1182000
3000
Reporter: Czyli stojąc na nim, można go rozkołysać?
20:06
Allan McRobie is a bridge engineer from Cambridge who wrote to me,
311
1188000
3000
Narrator: Allan McRobie jest inżynierem budowy mostów z Cambridge,
20:09
suggesting that a bridge simulator ought to wobble
312
1191000
3000
który twierdzi, że ten symulator mostu chybocze się
20:12
in the same way as the real bridge --
313
1194000
2000
tak samo, jak prawdziwy most,
20:14
provided we hung it on pendulums of exactly the right length.
314
1196000
2000
jeśli zawiesi się go na wahadłach odpowiedniej długości.
20:16
AM: This one's only a couple of tons, so it's fairly easy to get going.
315
1198000
3000
AM: Ten ma tylko kilka ton, więc dość łatwo go rozruszać.
20:19
Just by walking. Interviewer: Well, it's certainly going now.
316
1201000
3000
AM: Po prostu chodząc po nim. Reporter: Fakt, już czuję.
20:22
AM: It doesn't have to be a real dangle. Just walk. It starts to go.
317
1204000
3000
AM: Nie trzeba się tak kiwać. Po prostu chodź, a zacznie się ruszać.
20:25
Interviewer: It's actually quite difficult to walk.
318
1207000
3000
Reporter: Właściwie to trudno tu chodzić.
20:28
You have to be careful where you put your feet down, don't you,
319
1210000
3000
Trzeba uważać, gdzie się stawia stopy,
20:31
because if you get it wrong, it just throws you off your feet.
320
1213000
3000
bo inaczej może zwalić cię z nóg.
20:34
AM: It certainly affects the way you walk, yes. You can't walk normally on it.
321
1216000
4000
AM: Na pewno wpływa na chód. Nie da się po nim normalnie chodzić.
20:39
Interviewer: No. If you try and put one foot in front of another,
322
1221000
2000
Reporter: Kiedy stawiam stopy w linii,
20:41
it's moving your feet away from under you. AM: Yes.
323
1223000
3000
uciekają spode mnie. AM: Tak.
20:44
Interviewer: So you've got to put your feet out sideways.
324
1226000
2000
Reporter: Trzeba stawiać nogi na boki.
20:47
So already, the simulator is making me walk in exactly the same way
325
1229000
3000
Więc symulator zmusza mnie do identycznego chodu,
20:50
as our witnesses walked on the real bridge.
326
1232000
2000
co naszych świadków na moście.
20:52
AM: ... ice-skating gait. There isn't all this sort of snake way of walking.
327
1234000
3000
AM: Chodu łyżwiarza. Nie da się iść prosto.
20:55
Interviewer: For a more convincing experiment,
328
1237000
2000
Reporter: Żeby uwiarygodnić eksperyment, zaprosiłem tłum - ekipę dźwiękową.
20:57
I wanted my own opening-day crowd, the sound check team.
329
1239000
3000
Reporter: Żeby uwiarygodnić eksperyment, zaprosiłem tłum - ekipę dźwiękową.
21:00
Their instructions: just walk normally.
330
1242000
3000
Poleciłem im chodzić normalnie.
21:12
It's really intriguing because none of these people is trying to drive it.
331
1254000
4000
To intrygujące, bo nikt nie stara się rozruszać mostu.
21:16
They're all having some difficulty walking.
332
1258000
2000
Wszyscy mają ten sam problem z chodzeniem.
21:19
And the only way you can walk comfortably is by getting in step.
333
1261000
3000
I jedyne wyjście, to chodzić w rytmie, jak wszyscy.
21:22
But then, of course, everyone is driving the bridge.
334
1264000
3000
Ale wtedy wszyscy wprawiają most w ruch.
21:27
You can't help it. You're actually forced by the movement of the bridge to get into step,
335
1269000
5000
Nie da się inaczej. Kołysanie mostu zmusza do wspólnego kroku,
21:32
and therefore to drive it to move further.
336
1274000
2000
a przez to samo się zwiększa.
21:38
SS: All right, well, with that from the Ministry of Silly Walks,
337
1280000
4000
Steven Strogatz: Może zakończę tym Ministerstwem Głupich Kroków,
21:42
maybe I'd better end. I see I've gone over.
338
1284000
3000
bo widzę, że przeciągnąłem.
21:45
But I hope that you'll go outside and see the world in a new way,
339
1287000
3000
Ale mam nadzieję, że po wyjściu zobaczycie świat na nowo,
21:48
to see all the amazing synchrony around us. Thank you.
340
1290000
3000
z otaczającą nas, niezwykłą synchronią. Dziękuję.
21:51
(Applause)
341
1293000
2000
(Brawa)
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