反馈回路:大自然的节律-Anje-Margriet Neutel
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0:07 - 0:11测试,测试,1,2,3
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0:11 - 0:15当你的乐队准备登台演出时,
反馈噪音是一个很烦人的问题。 -
0:15 - 0:19但是在自然界,这个世界上最大规模的交响乐演出中, 反馈不仅仅是有益的,
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0:19 - 0:22更是让一切事物有序运转的关键。
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0:22 - 0:24那么到底什么是反馈呢?
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0:24 - 0:28无论是在声音、环境科学、或者是社会科学中,
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0:28 - 0:31最关键的要素是一种叫做相互因果关系的现象,
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0:31 - 0:35也就是x先影响y,y再影响x,等等,
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0:35 - 0:40产生一种叫做反馈回路的持续过程。
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0:40 - 0:43在自然界中这样的机制随处可见,
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0:43 - 0:46通过生物及非生物之间的链接,
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0:46 - 0:49利用种群数量和食物网的自然规律
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0:49 - 0:52来打造自然适应力。
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0:52 - 0:58当植物死亡后,死植给土壤提供腐殖质,
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0:58 - 1:00腐殖质是一种为其他植物的生长
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1:00 - 1:04提供所需的水分及营养的稳定的有机物质。
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1:04 - 1:07植物死亡的越多,土壤中的腐殖质就越多,
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1:07 - 1:11土壤就会更加肥沃,生长更多的植物,如此往复。
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1:11 - 1:13这就是一个正反馈的例子,
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1:13 - 1:17一个生态环境中非常重要的组成部分。
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1:17 - 1:20但我们并不是因为其有益而称其为正反馈。
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1:20 - 1:22而是因为这种反馈作用
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1:22 - 1:26将之前的改变扩大了影响。
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1:26 - 1:30这种正向的,或者说放大的循环也可能有害,
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1:30 - 1:34比如当我们砍伐森林,导致水土流失,
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1:34 - 1:37也就同时去除了土壤中的养分和有机物,
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1:37 - 1:42这样植物就会死亡,从而导致更多的腐殖质产生。
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1:42 - 1:47相反,负向反馈通过减弱或阻碍生态系统中的改变
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1:47 - 1:50来达到一个更加稳定的平衡。
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1:50 - 1:52想想捕食者和它们的猎物:
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1:52 - 1:55当山猫捕食野兔时,野兔的数量会减少。
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1:55 - 2:00但是野兔数量的减少会很快导致山猫食物的缺乏,最终导致山猫数量同样减少。
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2:01 - 2:06山猫的种群数量下降导致了野兔的天敌变少,从而使得野兔的种群数量又回升。
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2:06 - 2:09这种往复的循环形成上下波浪状的模式
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2:09 - 2:15达到了一个长期的均衡,且使得食物链稳定。
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2:15 - 2:18反馈的过程可能对于大多数人来说是违反直觉的,
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2:18 - 2:22因为我们大都习惯了可预测性的,线性关系的因果关系。
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2:22 - 2:24举个例子来说:
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2:24 - 2:29众所周知,喷洒杀虫剂能杀灭害虫帮助植物生长。
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2:29 - 2:33但是这个过程可能会导致一系列出乎意料的后果。
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2:33 - 2:36比如说,如果喷药使得昆虫数量降低,
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2:36 - 2:39捕食昆虫的动物就会面临食物缺乏。
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2:39 - 2:40它们的种群数量就会降低,
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2:40 - 2:44而此就会导致昆虫的数量回升,
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2:44 - 2:47抵消了我们喷洒杀虫剂的效果。
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2:47 - 2:52请注意,每一个反馈都是这个循环弧中的一个因素。
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2:52 - 2:57加入一个负向的因素就会改变整个循环的方向,
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2:57 - 3:02加入一个弱的因素会大大减弱整个反馈的能力。
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3:02 - 3:05缺少一个因素,整个循环会崩溃。
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3:05 - 3:07但这只是一个简单的例子
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3:07 - 3:10因为自然界中没有独立的食物链
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3:10 - 3:13而是一个互相影响的巨大网络
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3:13 - 3:17反馈循环经常是间接的,并且发生在一个较长的食物链中
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3:17 - 3:22一个包含着20个种群的食物网会产生上千种不同的循环,
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3:22 - 3:24每个循环都会有20个环节。
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3:24 - 3:26但是相对于混乱如麻的关系,
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3:26 - 3:30生态系统中的反馈回路一起
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3:30 - 3:33创造出了一个共有的篇章,
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3:33 - 3:37就像许多种乐器一起演奏出一首悦耳的奏鸣曲。
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3:37 - 3:41大范围的负向反馈使得正向反馈不会太过强大
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3:41 - 3:44就像鼓声保持着节奏。
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3:44 - 3:46你可以看到一个生态系统
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3:46 - 3:51用他自己独特的方式维持着自己的正常运行。
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3:51 - 3:55海洋环境被捕食与被捕食的关系所主宰,
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3:55 - 3:59正负向反馈被自减震反馈作用相抵消,
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3:59 - 4:04但是过程中充斥着震耳欲聋的振动声。
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4:04 - 4:07在缓慢的沙漠生态系统中,
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4:07 - 4:13通过死亡物质发生作用的微弱反馈就更像是持续的嗡鸣声。
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4:13 - 4:16在极具多样性的热带雨林中,
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4:16 - 4:21极高的营养交换率,生物及死亡物质作用的强反馈
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4:21 - 4:24就像首复杂而和谐的交响乐。
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4:24 - 4:26由于他们的稳定作用,
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4:26 - 4:31许多栖息地和他们的生态系统不断的发展和改变,
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4:31 - 4:33同时它们也非常和谐的共存着。
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4:33 - 4:37沙漠化进程可能会将一片富饶的热带雨林变成贫瘠的荒地,
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4:37 - 4:42就像一个乐队组合在失去了他们的明星后解散。
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4:42 - 4:46但一片被遗忘的农田也有可能变成一片广袤的森林,
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4:46 - 4:51就像一个车库乐队最终变成了一个伟大的交响乐团。
- Title:
- 反馈回路:大自然的节律-Anje-Margriet Neutel
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点此观看原视频:http://ed.ted.com/lessons/feedback-loops-how-nature-gets-its-rhythms-anje-margriet-neutel
我们都知道难听的音响回馈音,那么大自然中的回馈音是什么样的呢?
Anje-Margriet Neutel向我们描述了一些通常的正/负回馈弧,介绍了生态系统中的回馈弧是如何共同演奏的。作者:Anje-Margriet Neutel 动画:Brad Purnell
- Video Language:
- English
- Team:
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- Project:
- TED-Ed
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- 05:11
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