Vòng phản hồi: Giai điệu của tự nhiên - Anje-Margriet Neutel

Theo dõi bài giảng đầy đủ tại: http://ed.ted.com/lessons/feedback-loops-how-nature-gets-its-rhythms-anje-margriet-neutel

Mặc dù sự phản hồi gây khó chịu khi một ban nhạc luyện tập, chúng lại rất quan trọng trong tự nhiên. Sự phản hồi của tự nhiên là gì, và chúng được hình thành như thế nào? Anje-Margriet Neutel diễn tả một vài vòng liên hệ ngược tích cực và tiêu cực thông thường, kiểm tra xem bằng cách nào mà những vòng phản hồi trong một hệ sinh thái lại có thể hòa hợp, tạo nên bản sắc riêng cho hệ sinh thái đó.

Thử mic, thử mic, một, hai, ba.

Khi ban nhạc của bạn thử biểu diễn,
sự phản hồi gây trở ngại khó chịu.

Nhưng trong một dàn giao hưởng tự nhiên,
sự phản hồi không chỉ có lợi,

nó còn khiến mọi thứ ăn khớp.

Vậy thực chất sự phản hồi là gì?

Yếu tố mấu chốt, dù là trong âm thanh,
trong môi trường hay khoa học xã hội.

nó đều được gọi là
tương tác qua lại nhân quả.

Khi đó x tác động tới y,
y tác động lại x.

Và cứ thế tạo thành một quá trình
được gọi là vòng phản hồi.

Thế giới tự nhiên tuân theo
cơ chế này,

nó được tạo bởi mối liên hệ
giữa vật vô sinh và hữu sinh,

tạo khả năng phục hồi
bằng cách kiểm soát

cách số lượng cá thể và lưới thức ăn
thay đổi theo biến động.

Khi cây chết đi, chất vô cơ
tạo thành mùn làm giàu đất,

một lượng chất hữu cơ
cung cấp độ ẩm và dinh dưỡng

cho cây khác sinh trưởng.

Càng nhiều cây sinh trưởng rồi chết đi,
sẽ có càng nhiều mùn được tạo ra

khiến cho càng nhiều cây sinh trưởng hơn,
và cứ thế tiếp diễn.

Đây là một ví dụ về
phản hồi tích cực,

một động lực thiết yếu
để hình thành hệ sinh thái.

Nhưng nó được gọi là phản hồi tích cực
không phải vì nó có lợi.

Nó được gọi là tích cực vì nó
làm rõ một tác động hoặc thay đổi cụ thể

từ trạng thái trước đó.

Những vòng tích cực này
có thể có hại

như khi phá rừng làm
xói mòn đất,

vì nó làm mất chất hữu cơ
và chất dinh dưỡng trong lòng đất,

khiến cho còn lại ít cây bám vào đất,
và dẫn tới xói mòn mạnh hơn.

Ngược lại, phản hồi tiêu cực làm giảm
hoặc chống lại thay đổi của hệ sinh thái

để giữ sự cân bằng ổn định.

Lấy ví dụ động vật ăn thịt và con mồi.

Khi sơn miêu ăn thỏ rừng,
số lượng thỏ rừng bị giảm,

nhưng nó sẽ làm giảm nguồn thức ăn
của sơn miêu, khiến chúng giảm số lượng,

như vậy tỉ lệ động vật ăn thịt giảm
và số lượng thỏ rừng lại tăng lên.

Vòng tuần hoàn tạo ra
một đồ thị lên xuống,

giữ một sự cân bằng lâu dài
và cho phép chuỗi thức ăn tồn tại.

Quá trình phản hồi có thế
phản trực giác

vì chúng ta thường quen với kịch bản
dễ đoán về luật nhân quả.

Ví dụ, có thể dễ dàng nhận thấy

phun thuốc trừ sâu sẽ giúp cây
sinh trưởng bằng cách giết côn trùng,

nhưng nó có thể
gây phản ứng ngoài mong đợi.

Ví dụ, nếu phun thuốc
làm giảm số lượng côn trùng,

động vật ăn chúng
sẽ bị giảm nguồn thức ăn.

Và khi số lượng động vật
ăn côn trùng giảm,

số lượng côn trùng sẽ lại tăng,

trái ngược với tác dụng
của thuốc trừ sâu.

Lưu ý rằng phản hồi là sản phẩm
giữa các mắt xích trong vòng.

Thêm một mắt xích tiêu cực sẽ đảo ngược
toàn bộ tác động của phản hồi.

và một mắt xích yếu sẽ làm giảm
tác động của phản hồi.

Mất một mắt xích, vòng phản hồi
sẽ bị phá vỡ.

Nhưng đây chỉ là một ví dụ đơn giản

vì tự nhiên không chỉ gồm
những chuỗi thức ăn riêng rẽ,

mà là cả một mạng lưới
tương tác với nhau.

Vòng phản hồi có thể gián tiếp,
xuất hiện qua những chuỗi dài.

Một lưới thức ăn gồm hai mươi mắt xích
có thể tạo hàng nghìn vòng

mỗi vòng lên tới hai mươi mắt xích.

Nhưng thay vì tạo ra
những tạp âm hỗn loạn,

vòng phản hồi trong hệ sinh thái
lại hòa hợp với nhau,

tạo ra khuôn mẫu chung,
giống như những nhạc cụ

kết hợp tạo thành bản nhạc
phức hợp nhưng hài hòa.

Những phản hồi tiêu cực phạm vi rộng
kiểm soát những phản hồi tích cực,

như trống duy trì nhịp điệu.

Bạn có thể xem cách hệ sinh thái hoạt động
trong môi trường đặc trưng của nó

giống như đang thể hiện
bản nhạc độc đáo.

Ở môi trường biển, quan hệ
động vật ăn thịt-con mồi chiếm ưu thế,

những vòng tích cực và tiêu cực mạnh
được ổn định bởi phản hồi tắt dần

là những vòng lớn mạnh
với rất nhiều chu kì.

Môi trường sa mạc là nơi
chuyển giao sinh khối rất ít,

và vòng phản hồi yếu qua xác sinh vật
giống như những âm thanh đều đều.

Và ở rừng nhiệt đới,
nơi có nguồn sinh vật đa dạng,

nhiều chất dinh dưỡng được trao đổi,
phản hồi mạnh giữa sinh vật sống và chết,

giống như bản nhạc
ấn tượng và tươi mới.

Mặc dù có những tác động
để ổn định,

nhiều môi trường sống và hệ sinh thái
vẫn phát triển và thay đổi theo thời gian,

giống như giai điệu chúng tạo ra.

Nạn phá rừng có thể khiến cánh rừng
đầy sức sống thành đất hoang cằn cỗi,

như một ban nhạc xuất chúng
tan rã sau khi mất ngôi sao.

Nhưng với thời gian, cánh đồng hoang
lại có thể trở thành một khu rừng,

như một ban nhạc nghiệp dư
thành dàn nhạc tuyệt vời, ấn tượng.