Cách những đàn cá lớn bơi trong trật tự - Nathan S. Jacobs

Xem đầy giảng đầy đủ hơn tại: http://ed.ted.com/lessons/how-do-schools-of-fish-swim-in-harmony-nathan-s-jacobs

Tại sao những đàn cá lớn có thể bơi trong trật tự? Bằng cách nào những tế bào bé nhỏ trong bộ não của bạn có thể phát triển thành những suy nghĩ và kí ức phức tạp mà bạn có? Thật lạ là những câu hỏi này đều có chung một đáp án. Nathan S. Jacobs giải thích sự hình thành tức thời của những hành viphức tạp, chúng đều bắt nguồn từ những yếu tố rất đơn giản.
Bài học của Nathan S. Jacobs, minh hoạ bởi TED-Ed.

Tại sao những đàn cá lớn
có thể bơi trong trật tự?

Tại sao những tế bào nhỏ bé trong não bạn
có thể tạo ra các suy nghĩ phức tạp,

những kí ức,

và sự nhận thức về bản thân bạn?

Kì lạ là những câu hỏi này
đều có chung một đáp án:

đó là sự xuất hiện,

hay sự hình thành của những hành vi
và chức năng phức tạp

xuất phát từ số lượng lớn
các yếu tố đơn giản.

Như nhiều loài động vật, cá sống theo đàn,

nhưng lý do không phải
vì chúng thích đi chung với nhau.

Đó là vấn đề về sinh tồn.

Chúng thể hiện những hành vi
theo bầy đàn rất phức tạp

giúp tránh kẻ thù săn mồi,

trong khi một con cá đơn độc
sẽ nhanh chóng trở thành con mồi.

Vậy thì con cá nổi bật nào
sẽ trở thành con đầu đàn?

Thực sự thì không con nào cả,

hay con cá nào cũng như nhau.

Điều này thể hiện việc gì?

Trong khi những đàn cá
khéo léo di chuyển và tránh cá mập,

sự kết hợp đó có vẻ rất nhịp nhàng,

nhưng thực ra từng cá thể
chỉ tuân theo hai quy tắc rất cơ bản

chẳng liên quan gì đến cá mập hết:

thứ nhất, hãy ở gần nhau,
nhưng đừng quá gần con bên cạnh,

và thứ hai, hãy bơi liên tục.

Trên quy mô cá thể, chúng tập trung
vào từng chi tiết trong mối tương tác đó,

nhưng nếu số lượng cá trong đàn đủ lớn,
một điều kì diệu sẽ xảy ra.

Sự chuyển động của từng con cá
bị che khuất bởi thực thể hoàn toàn mới:

bầy đàn, ở đó tập hợp
những hành vi độc đáo.

Đàn cá không bị điều khiển
bởi bất kì một con cá đơn lẻ nào.

Nó đơn giản chỉ xuất hiện nếu có đủ số cá
và chúng tuân theo các "luật" nội bộ.

Điều đó giống như một sự việc
được lặp đi lặp lại nhiều lần,

giúp chúng sở hữu khả năng
tránh kẻ săn mồi.

Điều đó không chỉ xảy ra ở mỗi cá.

Trong mọi hệ thống, các liên kết mới
thường xuất hiện khi số cá thể đủ lớn.

Ví dụ, cách hàng triệu hạt cát

va chạm và xếp chồng llên nhau

gần như luôn tạo ra các mô hình
gợn sóng giống nhau.

Và khi hơi nước đóng băng trong không khí,

những liên kết đặc trưng
của các phân tử nước

sẽ tạo ra những tinh thể
và hình thành nên các bông tuyết xinh đẹp.

Điều phức tạp ở đây

đó là bạn không thể hiểu nó
nếu chỉ tìm cách bóc tách chúng ra,

như cách bạn làm với động cơ xe.

Bóc tách thành các phần nhỏ là bước đầu
để tìm hiểu một hệ thống phức tạp.

Nhưng nếu bạn tách đàn cá
ra những cá thể riêng,

chúng sẽ mất khả năng tránh kẻ săn mồi,

và sẽ chẳng còn gì để nghiên cứu.

Nếu bạn chia nhỏ não bộ thành
những nơ-ron đơn lẻ,

sẽ chỉ còn lại những phần tử
chẳng thể làm việc,

chúng chẳng thể suy nghĩ
và hành động như chúng ta,

gần như chắc chắn là như vậy.

Mọi thứ bạn đang suy nghĩ

không hề phụ thuộc vào một nơ-ron đơn lẻ
nằm sâu trong não bạn.

Thay vào đó, suy nghĩ của bạn xuất hiện
từ những một tập hợp các hoạt động

của rất nhiều nơ-ron.

Có hàng tỷ nơ-ron trong não người

và hàng nghìn tỷ kết nối
giữa các nơ-ron đó.

Khi bạn khởi động
hệ thống vô cùng phức tạp đó,

nó sẽ không hoạt động một cách vô tổ chức.

Những nơ-ron trong não đều tuân theo
các quy tắc đơn giản, cũng giống như cá,

với tư cách một tập hợp thống nhất,
chúng hoạt động một cách rất đáng tin cậy,

khiến bạn làm được các việc
như nhận dạng khuôn mặt,

giúp bạn làm tốt
các công việc lặp đi lặp lại,

và giữ những thói quen nhỏ ngớ ngẩn
mà ai cũng thích về bạn.

Như vậy, các quy tắc đơn giản
của bộ não là gì?

Chức năng cơ bản của nơ-ron trong não

là kích thích hoặc ức chế các nơ-ron khác.

Nếu bạn nối vài nơ-ron
với nhau thành một vòng nhỏ

bạn có thể tạo ra một chu trình
thể hiện hoạt động của bạn,

đó có thể là vòng phản hồi, làm tăng cường
hoặc triệt tiêu một tín hiệu,

phát hiện các liên kết ngẫu nhiên,

hay loại bỏ yếu tố gây ức chế,

khi hai nơ-ron bị bất hoạt
có thể đánh thức một nơ-ron khác

bằng việc loại bỏ thành phần
gây ức chế nơ-ron.

Khi số lượng nơ-ron được kết nối tăng cao,

các hành vi ngày càng phức tạp
có thể được tạo ra.

Sau đó, các nơ-ron cùng lúc sẽ hoạt động
theo nhiều cách khác nhau

khiến hệ thống trở nên hỗn loạn.

Việc giải thích cách hoạt động
của mạng nơ-ron không hề dễ dàng

nếu chỉ dùng những vòng kết nổi nhỏ
ta đã nói đến lúc trước.

Tuy nhiên, từ sự hỗn loạn đó,
những mô hình phức tạp xuất hiện,

và chúng xuất hiện càng nhiều
nhờ kế thừa các mô hình trước đó.

Đến một thời điểm nào đó,
những mô hình hoạt động trong não

trở nên đủ phức tạp

và đủ tò mò để tự tìm hiểu
nguồn gốc sinh học

và sự xuất hiện của chính bản thân nó.

Những gì ta đã biết về sự khác biệt
của các cá thể khi chúng trong tập hợp lớn

đó chính là những diều đặc biệt
như những gì loài cá đã thể hiện:

chúng chẳng cần con đầu đàn
hay một chỉ huy trưởng.

Nếu những luật lệ được đặt đúng chỗ,

và những điều kiện cơ bản được thỏa mãn,

một hệ thống phức tạp
sẽ lặp lại những thói quen giống nhau

và biến hỗn loạn thành trật tự.

Sự thật là sự hỗn loạn ở mức phân tử
khiến những tế bào của bạn hoạt động,

đống lộn xộn này của tế bào
tạo nên ý nghĩ và bản chất của bạn,

mạng lưới bạn bè và gia đình bạn,

xa hơn là cấu trúc thượng tầng và kinh tế
của các thành phố trên khắp hành tinh.