Bí mật đời sống xã hội ở dơi: Nicolas Perony tại TEDxZurich

"Sự đơn giản dẫn tới tính phức hợp, và mang lại tính linh hoạt," Nicholas Perony nói, một kĩ sư chuyển sang nhà khoa học hệ thống phức hợp, người nghiên cứu cấu trúc xã hội của các nhóm động vật. Perony chia sẻ kết quả của anh ấy về sự linh hoạt trong mạng lưới xã hội của dơi và sự thích nghi của loài Meerkat Kalahari tới sự xâm chiếm của con người, và cho chúng ta một cái nhìn tới sự phức hợp tiềm ẩn tuyệt vời trong thế giới loài vật.

Khoa học

Khoa học cho ta biết thật nhiều điều

về những điểm vô cực của vũ trụ

cái mà cũng

vô cùng quan trọng và cực kì xa vời

nhưng hơn thế nó gần gũi

và liên quan trực tiếp đến con người

có nhiều thứ ta không hoàn toàn hiểu

một trong số chúng là sự phức hợp xã hội kì diệu

của những loài vật quanh ta

và hôm nay tôi sẽ kể cho các bạn nghe
1 vài câu chuyện về sự phức hợp ở động vật

nhưng trước tiên, sự phức hợp là gì?

thế nào là phức hợp?

vâng, phức hợp không phải là phức tạp

những cái phức tạp bao gồm nhiều phần nhỏ

đều khác nhau, và mỗi phần

có chức năng riêng trong cơ chế hoạt động

Mặt khác, hệ thống phức hợp

được tạo nên từ nhiều phần giống nhau

và đó chính là tương tác của chúng

cái mà sinh ra những hành vi thống nhất
trên toàn cầu

Hệ thống phức hợp gồm nhiều hợp tố
tương tác lẫn nhau

chúng hoạt động dựa theo những nguyên tắc
cá nhân đơn giản

điều đó dẫn đến những đặc tính trội

Hành vi của hệ thống nói chung

không thể dự đoán từ chỉ mỗi những quy tắc
riêng lẻ

Như là Aristotle từng viết rằng:

Toàn bộ thực thể lớn hơn các thành phần của nó
cộng lại

Nhưng, từ Aristotle, chúng ta hãy đến với

một ví dụ cụ thể hơn về hệ phức hợp

Đây là những chú chó săn Scotland

Lúc ban đầu, hệ thống rất lộn xộn

Và một sự xáo trộn xuất hiện: sữa

Mỗi cá thể bắt đầu xô đẩy

theo một hướng -- (Cười)

-- và đây là quá trình xảy ra

Hình chong chóng mình là một đặc điểm trội

trong sự tương tác giữa những chú chó con,

mà mục đích duy nhất của chúng là
cố tiếp cận với bát sữa

kết quả là đẩy theo một hướng ngẫu nhiên

Đó là tất cả về việc tìm kiếm những nguyên tắc
đơn giản

cũng là nơi bắt nguồn của sự phức hợp

Tôi gọi nó là "đơn giản hoá sự phức hợp"

Và đó là việc chúng tôi làm
ở vị trí Chủ tịch Thiết kế Hệ thống

tại ETH Zurich

Chúng tôi thu thập thông tin về động vật

phân tích những chi tiết phức tạp,
cố gắng giải thích chúng

Điều đó yêu cầu các nhà vật lý học
phối hợp với các nhà sinh vật học,

các nhà toán học và khoa học máy tính

đó chính là sự tương tác giữa họ,

cái mà sản sinh ra năng lực vô hạn

để giải quyết những vấn đề kia.

Do đó,1 lần nữa, toàn bộ thực thể mạnh
hơn tổng các phần của nó cộng lại

ở một khía cạnh, sự hợp tác cũng có thể
coi là một hệ phức hợp

và bạn có lẽ đang tự hỏi
mình đang ở phương diện nào

Sinh học hay Vật lý?

Thực tế nó có chút khác biệt.

Để giải thích, tôi cần kể bạn nghe
một mẩu chuyện ngắn về chính bản thân tôi,

Khi tôi còn nhỏ, tôi rất thích lắp ráp,

để tạo ra những cỗ máy phức tạp.

Vì thế tôi bắt đầu học
kĩ sư điện và rô bốt học.

Và dự án cuối kì của tôi

là lắp ráp một con rô bốt tên là ER1--

nó nhìn như thế này--

nó sẽ thu thập thông tin
từ môi trường quanh

và đi theo dòng kẻ trắng trên nền nhà.

Nó thực sự rất rất phức tạp

nhưng nó đã hoạt động
rất trơn tru trong phòng thí nghiệm.

Vào ngày diễn tập, các giáo sư tập hợp
để cho điểm các dự án,

rồi chúng tôi đưa ER1 vào phòng đánh giá.

Nhưng hoá ra ánh đèn trong phòng đó

hơi khác biệt

Tầm nhìn của rô bốt bị nhiễu loạn

Ở đoạn cua đầu của dòng kẻ,

nó rẽ trái và đâm vào tường.

Chúng tôi đã phải mất hàng tuần để làm nó
và lý do nó bị phá hủy

chỉ là một sự thay đổi nhỏ ở
màu sắc ánh sáng trong phòng

Đó là khi tôi nhận ra rằng

bạn càng làm phức tạp một bộ máy

khả năng nó thất bại càng cao

vì điều gì đó hoàn toàn bất ngờ

Và tôi quyết định rằng thực tế

tôi đã không thực sự muốn tạo ra
những thứ phức tạp.

Thay vào đó, tôi muốn tìm hiểu sự phức hợp

sự phức hợp của thế giới xung quanh

và đặc biệt là trong vương quốc loài vật

điều đó đưa chúng ta đến với loài dơi

Dơi Bechstein là 1 loài phổ biến ở Châu Âu

Chúng sống theo bầy đàn

Đa phần, chúng trú ngụ, hoặc ngủ cùng nhau

Và chúng sống trong những quần bầy mẫu hệ;
điều đó nghĩa là mỗi mùa xuân,

những con cái gặp nhau sau kì ngủ đông

và chúng ở cùng nhau trong suốt 6 tháng

để nuôi con non.

Và chúng luôn mang theo
một cái chip rất nhỏ

để mỗi lần một trong số chúng

bay vào một trong số
những cái hộp đặc biệt,

chúng ta sẽ biết nó ở đâu

và hơn nữa, ta biết nó đang ở với ai

Do đó tôi nghiên cứu về
những mối liên hệ trú ngụ ở dơi

Và nó nhìn như thế này.

Trong ngày, dơi trú ngụ

theo nhóm nhỏ ở những cái hộp khác nhau.

Có thể là vào một ngày,
bầy dơi tách ra hai cái hộp.

Nhưng lại vào ngày khác,
chúng lại ở cùng một hộp

hoặc chia ra 3 hay nhiều hộp khác.

Và tất cả xem ra rất thất thường,

nó gọi là cơ năng chia tách- hợp nhất

-- đặc tính hay phân tách
của một nhóm động vật

và nhập vào những nhóm nhỏ khác.

Cái chúng tôi làm là lấy hết những dữ liệu

từ những ngày khác nhau đó

và kết hợp chúng với nhau

để đúc kết một đặc điểm tương quan lâu dài

bằng cách áp dụng
kĩ thuật phân tích quần thể

để cho ra một bức tranh toàn diện

về cấu trúc xã hội của một quần bầy

Và bức tranh đó trông như thế này.

Trong mạng lưới này, tất cả vòng tròn là
những cái nút --những cá thể dơi--

và đường kẻ là những liên kết xã hội

--mối tương quan giữa những cá thể.

Đây hoá ra là một bức hình rất thú vị.

Bầy dơi tổ chức theo 2 đoàn thể khác nhau

không thể dự đoán

từ cơ năng chia tách- hợp nhất.

Ta gọi chúng là những
đơn vị xã hội "bí hiểm".

Thú vị hơn, theo thực tế,
hằng năm quanh tháng 10,

bầy dơi tách ra và
tất cả dơi ngủ đông riêng lẻ.

Nhưng năm này qua năm khác,

khi dơi hội tụ lại vào mùa xuân,

những đoàn thể giữ vững.

Vì vậy, dơi nhớ bạn của chúng trong
một thời gian dài

Với kích thước bộ não chỉ như một hạt dẻ

chúng duy trì những mối ràng buộc
xã hội lâu dài được cá nhân hoá.

Chúng ta đã không biết
điều đó có thể xảy ra,

Ta từng biết linh trưởng, voi và cá heo
có thể làm được điều đó

nhưng so với dơi,
bộ não của chúng to hơn nhiều

Vậy, làm sao dơi có thể

giữ vững cấu trúc xã hội bình ổn phức hợp

với khả năng nhận thức giới hạn như vậy?

Đây chính là lúc tính phức hợp
đưa ra câu trả lời,

Để hiểu hệ thống này,

chúng tôi đã xây dựng một mẫu trú ngụ
bằng máy tính

dựa trên những nguyên tắc cá nhân đơn giản

và được mô phỏng hàng nghìn ngày

ở một bầy dơi ảo

Đó là một mô hình toán học,

nhưng nó không phức tạp.

Tóm lại, điều mà mô hình đã cho thấy là

từng con dơi nhận biết được
một vài thành viên trong bầy là bạn nó

và có xu hướng sống cùng hộp với chúng.

Những nguyên tắc cá nhân đơn giản.

Đó là tất cả để giải thích

sự phức hợp xã hội của loài dơi.

Nhưng điều đó còn đang phát triển.

Giữa năm 2010 và 2011,

bầy dơi mất hơn 2/3 dân số,

có lẽ do mùa đông quá lạnh.

Mùa xuân tiếp theo, nó đã không tạo thành
2 quần thể như mọi năm

điều mà có thể dẫn đến cái chết của cả bầy

vì nó dần thu nhỏ.

Nhưng thay vào đó, nó hình thành
một tổ chức thống nhất

cho phép bầy dơi sống sót mùa đó

và phát triển tiếp tục hai năm sau

Điều chúng ta biết là
dơi không ý thức được

rằng bầy đàn của chúng đang làm thế này.

Tất cả những gì chúng làm là đi theo
những quy tắc tương quan đơn giản

và từ sự đơn giản,
phức hợp xã hội xuất hiện

từ đó quần bầy của chúng linh hoạt hơn

với những biến đổi lớn về cơ cấu dân số.

Và tôi nghĩ điều này thật phi thường.

Bây giờ tôi muốn kể 1 câu chuyện khác.

Với chuyện này, ta sẽ rời Châu Âu

tới sa mạc Kalahari, Nam Phi.

Đây là nơi loài chồn Meerkat sống.

Tôi chắc là các bạn biết
về loài sinh vật thú vị này,

chúng sống theo nhóm với hệ thống
phân cấp xã hội nghiêm ngặt

Có một cặp thống trị và nhiều hạ cấp,

một số là lính gác, số khác
lại có vai trò trông trẻ

một số dạy con non và nhiều cái khác.

Chúng tôi đã đặt những cái vòng GPS nhỏ
lên những con vật này

để tìm hiểu cách chúng di chuyển cùng nhau

và nó liên quan gì đến cấu trúc xã hội.

Có một ví dụ rất hay

về sự di chuyển đồng bộ ở loài Meerkat.

Ở trung tâm của khu đất

nơi chúng sống, có một con đường

Nó rất nguy hiểm vì có nhiều ô tô qua lại

Nhưng những con Meerkat phải băng qua nó

để đến nguồn thực phẩm khác.

Vì thế câu hỏi được đặt ra, chính xác là
chúng đã qua đường như thế nào?

Chúng tôi phát hiện rằng con cái thống trị

phần lớn đều dẫn nhóm đến con đường,

nhưng khi phải băng qua đường,

nó nhường cho những con hạ cấp,

đúng như kiểu:" Đi trước đi,
báo ta khi nó an toàn!".

(Cười)

Điều mà tôi không biết,

chính là những nguyên tắc hành xử
mà chúng tuân theo

để xảy ra sự thay đổi này ở rìa của nhóm

và những quy luật đơn giản
đủ để giải thích nó.

Do đó tôi dựng một mô hình

mô hình mô phỏng
những con Meerkat qua đường.

Đó là một mô hình đơn giản.

Những con Meerkat di chuyển như
những vật thể ngẫu nhiên

với một quy tắc độc đáo là sắp hàng.

Chúng đơn giản di chuyển cùng nhau.

Khi những vật thể này tới con đường,

chúng nhận biết được vật cản

và chống lại nó.

Sự khác biệt duy nhất giữa
con cái thống trị --con màu đỏ--

với những con khác

chính là, với nó, chiều cao của vật cản

cái chính là sự rủi ro từ con đường,

là cao hơn một chút.

Sự khác biệt nhỏ trong
nguyên tắc di chuyển cá nhân

cũng đủ để giải thích những cái ta thấy,

rằng con cái thống trị dẫn nhóm của nó
đến con đường

và nhường những con khác qua đường trước.

George Box, nhà thống kê người Anh,
từng viết:

"Tất cả các mô hình đều sai nhưng một số
lại hữu dụng."

Thực sự, mô hình này sai rõ ràng,

vì thực tế những con Meerkat
không phải là thực thể ngẫu nhiên

Nhưng nó lại hữu dụng vì nó cho thấy

sự đơn giản tột độ trong
nguyên tắc di chuyển ở mức độ cá nhân

có thể dẫn đến một khối lớn sự phức hợp

ở mức độ cả nhóm.

Và một lần nữa, đó là
đơn giản hoá sự phức hợp.

Sau đây là kết luận về ý nghĩa của điều đó

cho tất cả loài.

Khi con cái thống trị nhường cho
một con thấp bậc,

đó không phải vì lịch sự tế nhị

Thực tế con cái thống trị
cực kì quan trọng

cho sự toàn vẹn của cả nhóm.

Nếu nó chết trên đường,
cả nhóm cũng lâm nguy.

Vì vậy hành vi tránh hiểm hoạ này

là một phản ứng tiến hoá rất lâu rồi

Những con Meerkat đang bắt chước
một chiến thuật tiến hoá

từ hàng nghìn thế hệ trước

và chúng đang thay đổi nó
cho phù hợp với hiểm hoạ hiện đại

Trong trường hợp này, chính là
con đường xây dựng bởi con người.

Chúng thu nhận những nguyên tắc cơ bản

và kết quả hành vi phức hợp

cho chúng khả năng chống lại
sự xâm lấn của con người

vào môi trường tự nhiên của chúng.

Cuối cùng. đó có thể là loài dơi thay đổi
kết cấu xã hội của chúng

tương ứng với những biến đổi dân số

Hoặc là loài Meerkat cho thấy một
sự thích ứng mới với con đường đó.

Hoặc nó cũng có thể là những loài khác.

Thông điệp của tôi ở đây
-- không hề phức tạp--

mà là một điều đơn giản
của kì quan và niềm tin

Thông điệp ở đây chính là động vật
có một sự phức hợp xã hội kì diệu

cho phép chúng thích nghi
và phản ứng với thay đổi

trong môi trường.

Chỉ ba chữ: trong thế giới loài vật,

sự đơn giản dẫn đến phức hợp,
và dẫn đến sự linh hoạt.

Cảm ơn.

(Vỗ tay)