Khoa học,
khoa học đã cho phép chúng ta biết được rất nhiều điều
về những nơi xa xôi trong vũ trụ,
những điều vừa vô cùng quan trọng
vừa vô cùng xa xôi,
nhưng tuy vậy, cũng rất gần gũi
có liên hệ trực tiếp tới chúng ta rất nhiều
còn rất nhiều điều mà chúng ta không thực sự hiểu.
Và một trong số chúng là
sự phức hợp xã hội phi thường của các loài động vật quanh ta,
và hôm nay, tôi muốn kể cho các bạn nghe một vài câu chuyện
về sự phức hợp của động vật.
Nhưng trước tiên, sự phức hợp là như thế nào ?
Phức hợp là gì?
Thực ra, phức hợp không hề phức tạp.
Những thứ phức tạp được tạo ra từ nhiều phần nhỏ,
khác biệt nhau, và mỗi phần trong đó
có vai trò riêng biệt trong cả bộ máy.
Ngược lại, một hệ phức hợp
lại được cấu thành từ rất nhiều, rất nhiều thành phần tương tự,
và chính sự tương tác giữa chúng
tạo ra hành vi nhất quán tổng thể.
Các hệ phức hợp có rất nhiều phần tương tác
vốn tuân theo các quy luật riêng rẽ và đơn giản,
và điều này tạo ra những "đặc tính hợp trội".
Hành vi của toàn bộ hệ thống
không thể được dự đoán trước
nếu chỉ dựa trên các quy luật riêng rẽ.
Như Aristotle đã viết,
tổng thể lớn hơn tổng cơ học từng phần của nó gộp lại.
Nhưng từ câu nói của Aristotle, hãy đi tới
một ví dụ chắc chắn hơn về hệ thống phức hợp.
Đây là những chú chó sục Xcốt-len.
Ban đầu, hệ thống mất trật tự.
Sau đó xuất hiện nhân tố gây nhiễu: sữa.
Tất cả các cá thể bắt đầu đẩy nhau theo một hướng
và đây là những gì sẽ xảy ra.
Chong chóng quay là một "đặc tính hợp trội"
xảy ra do tương tác giữa những chú chó con
mà quy luật duy nhất là cố gắng duy trì sự tiếp cận của chúng với tô sữa.
và do đó, đẩy chúng đi theo một hướng ngẫu nhiên.
Do đó, tất cả đều xoay quanh việc tìm ra các quy luật đơn giản
mà từ đó nảy sinh phức hợp .
Tôi gọi nó là đơn giản hóa phức hợp,
và đó là những gì chúng tôi làm tại cơ sở thiết kế hệ thống
ở ETH Zurich.
Chúng tôi thu thập dữ liệu về các quần thể động vật,
phân tích các mẫu phức hợp, cố gắng lý giải chúng.
Nó đòi hỏi các nhà vật lý phải làm việc cùng với các nhà sinh học,
với các nhà toán học và các nhà khoa học máy tính,
và chính sự tương tác giữa họ tạo ra
khả năng vượt ra ngoài ranh giới
để giải quyết những vấn đề trên.
Vậy nên, một lần nữa, tổng thể thì lớn hơn
tổng từng phần của chúng.
Theo một cách nào đó, sự cộng tác
là một ví dụ khác của hệ thống phức hợp.
Và có lẽ bạn sẽ tự hỏi
tôi phải theo bên nào đây, sinh học hay vật lý?
Thực ra, có một chút khác biệt,
và để giải thích nó, tôi cần phải kể cho bạn nghe
một câu chuyện ngắn về bản thân tôi.
Khi còn nhỏ,
tôi thích chế tạo các thứ, để tạo ra những chiếc máy phức tạp.
Vậy nên tôi đã đến với điện kỹ thuật
và rô bốt,
và đề án tôi muốn thực hiện khi tốt nghiệp
là chế tạo con rô bốt với tên ER-1...
nó trông như thế này đây...
với chức năng thu thập thông tin từ môi trường xung quanh
và đi theo các vạch trắng trên mặt đất.
Nó vô cùng, vô cùng phức tạp,
nhưng nó vận hành suôn sẻ trong phòng thí nghiệm,
và vào ngày thực nghiệm, các giáo sư đều có mặt để đánh giá đề án.
Do vậy chúng tôi đem ER-1 đến phòng đánh giá.
Cuối cùng thì ánh sáng trong phòng
có đôi chút khác biệt.
Hệ thống thị giác của rô bốt bị rối loạn.
Tại đường rẽ đầu tiên,
nó đi lệch hướng, và đâm thẳng vào tường.
Chúng tôi đã mất nhiều tuần để chế tạo nó,
vậy mà để phá hủy nó
chỉ cần một thay đổi rất nhỏ của ánh sáng
trong phòng.
Đó là khi tôi nhận ra rằng
bạn làm một chiếc máy càng phức tạp,
nó càng dễ bị hư hỏng
do một thứ gì đó hoàn toàn không ngờ tới.
Và tôi đi đến quyết định, thực ra,
tôi không hề muốn tạo ra các thứ phức tạp.
Tôi muốn hiểu được sự phức hợp,
sự phức hợp của thế giới xung quanh chúng ta
và đặc biệt trong thế giới loài vật.
Điều này đưa chúng ta tới ví dụ về loài dơi.
Bechstein là một loài dơi phổ biến thuộc họ dơi châu Âu.
Chúng là loài động vật có tính xã hội cao.
Phần lớn chúng đậu và ngủ cùng nhau.
Và chúng sống trong các quần thể dơi cái,
điều này có nghĩa vào mỗi mùa xuân,
các con cái tập trung lại sau giấc ngủ đông,
và sống cùng nhau trong vòng khoảng 6 tháng
để nuôi con non,
và tất cả chúng đều mang một con chip rất nhỏ,
điều này có nghĩa là mỗi lần một trong số chúng
đi vào trong một trong những hộp dơi được trang bị đặc biệt,
chúng ta sẽ biết nó ở đâu,
và quan trọng hơn nữa,
chúng ta biết nó đậu cùng con nào.
Do vậy, tôi nghiên cứu quần hợp cùng đậu của loài dơi,
và nó trông như thế này đây.
Trong suốt một ngày, các con dơi đậu
trong một số phân nhóm tại những hộp khác nhau.
Nó có thể giữ nguyên như thế trong một ngày,
quần thể được tách làm đôi giữa hai chiếc hộp,
nhưng một ngày khác,
chúng có thể ở cùng nhau trong một hộp duy nhất,
hoặc tách ra giữa ba hộp hoặc nhiều hơn,
và trông chúng có vẻ khá thất thường.
Nó được gọi là động lực học phân tách-hợp nhất,
đặc tính của một nhóm động vật
thường xuyên tách và hợp nhất
thành các phân nhóm khác nhau.
Vậy nên những gì chúng tôi làm là lấy toàn bộ dữ liệu
từ những ngày khác nhau
và tập hợp chúng lại
để rút ra một mô hình quần hợp dài hạn
bằng cách áp dụng các kỹ thuật với phân tích mạng lưới
để có được bức tranh hoàn chỉnh
về kết cấu xã hội của quần thể này.
Các bạn rõ rồi chứ? Vậy thì bức tranh trông như thế này.
Trong mạng lưới này, tất cả các vòng tròn
tức các mắt nối là các cá thể dơi riêng lẻ,
và các đường giữa chúng
là mối gắn kết, quần hợp xã hội giữa từng cá thể.
Hóa ra đây là một bức tranh vô cùng thú vị.
Quần thể dơi được tổ chức
thành 2 cộng đồng khác nhau
mà không thể được đoán trước
dựa trên động lực học phân tách-hợp nhất hàng ngày.
Chúng tôi gọi chúng là các đơn vị xã hội bí ẩn.
Thực ra, điều thú vị hơn là:
Hàng năm, vào khoảng tháng 10,
quần thể tách ra
và tất cả các con dơi ngủ đông riêng rẽ,
nhưng năm này qua năm khác,
khi các con dơi tụ tập lại vào mùa xuân,
các quần thể vẫn không thay đổi.
Vậy nên những con dơi này nhớ được những người bạn của chúng
trong thời gian rất dài.
Với kích cỡ não chỉ bằng một hạt lạc,
chúng duy trì mối liên kết xã hội
lâu dài, riêng biệt.
Chúng ta không hề biết là chúng có thể làm được điều đó.
Chúng ta biết các loài linh trưởng,
voi và cá heo có thể làm điều đó,
nhưng nếu so với dơi, chúng có bộ não khổng lồ.
Vậy làm sao mà
loài dơi có thể duy trì kết cấu xã hội
ổn định và phức hợp này
với khả năng nhận thức hạn chế như thế?
Đây là lúc thuyết phức hợp đem lại câu trả lời.
Để hiểu được hệ thống này,
chúng tôi đã xây dựng một mô hình máy tính về việc đậu của chim,
dựa trên các quy luật cá thể, đơn giản,
và mô phỏng hàng nghìn, hàng nghìn ngày
trong quần thể dơi ảo.
Đây là mô hình toán học,
nhưng không hề phức tạp.
Nói một cách ngắn gọn, những gì mô hình muốn truyền tải là
mỗi con dơi biết một vài thành viên khác trong quần thể
như bạn của chúng, và có xu hướng
đậu cùng một hộp với chúng.
Quy luật cá thể, đơn giản.
Đó là tất cả những gì cần để giải thích
sự phức hợp xã hội của loài dơi.
Nhưng còn hơn thế nữa.
Vào giữa năm 2010 và 2011,
quần thể mất đi hơn 2/3 số lượng cá thể,
có lẽ là do mùa đông quá lạnh.
Mùa xuân tiếp theo, nó không hình thành 2 cộng đồng
giống mọi năm,
điều có thể khiến cả quần thể bị chết
do số lượng trở nên quá ít.
Thay vào đó, chúng hình thành một đơn vị xã hội gắt kết duy nhất
điều đã giúp quần thể sống sót qua mùa đó
và tiếp tục sinh trưởng trong 2 năm tiếp theo.
Điều chúng ta biết là
những con dơi không biết được quần thể của chúng đang làm việc này.
Tất cả những gì chúng làm là tuân theo một quy luật quần hợp đơn giản
và chính từ sự đơn giản này
hình thành nên phức hợp xã hội
điều giúp cho quần thể nhanh chóng thích nghi
trước sự thay đổi đột ngột trong kết cấu số lượng.
Và tôi thấy điều này thật tuyệt vời.
Bây giờ, tôi muốn kể cho bạn một câu chuyện khác,
nhưng lần này chúng tôi phải đi từ châu Âu
đến sa mạc Kalahari ở Nam Phi.
Đây là nơi loài chồn đất châu Phi meerkat sinh sống.
Tôi chắc là bạn biết về chúng.
Chúng là những sinh vật tuyệt diệu.
Chúng sống theo đàn với phân cấp xã hội rất khắt khe.
Đây là cặp đầu đàn,
và rất nhiều con phụ thuộc khác,
một vài con đóng vai trò lính gác,
một vài con là bảo mẫu,
một vài con dạy dỗ các con non, vân vân.
Những gì chúng tôi làm là đeo vòng cổ cho chúng
trên đó có gắn thiết bị định vị rất nhỏ
để nghiên cứu cách mà chúng di chuyển cùng nhau,
và điều đó có liên hệ gì tới tổ chức xã hội của loài này.
Và đây là một ví dụ rất thú vị
về chuyển động tập thể ở chồn meerkat.
Trong khoảng đất nơi chúng sống
có một con đường.
Trên đường có xe qua lại nên rất nguy hiểm.
Nhưng những con chồn meerkat phải băng qua chúng
để đi từ chỗ kiếm ăn này sang chỗ khác.
Vậy chúng tôi đặt ra câu hỏi, chính xác là chúng đã làm việc đó như thế nào?
Chúng tôi nhận thấy con cái đầu đàn
chủ yếu là con dẫn đàn tới con đường,
nhưng khi phải thực sự băng qua đường,
nó để các con khác đi lên trước,
như thực sự muốn nói,
"Đi trước đi, và báo cho ta nếu nó an toàn."
Thực ra, điều tôi không biết là
những con chồn meerkat đã tuân theo quy luật ứng xử nào
để khiến cho sự hoán đổi này xảy ra tại vệ đường
và liệu rằng các quy luật đơn giản có đủ để lý giải nó.
Vậy nên, tôi xây dựng một mô hình, mô hình mô phỏng những con chồn meerkat
đang băng qua một con đường mô phỏng.
Nó là một mô hình đơn giản hóa.
Những con chồn di chuyển như là những phần tử ngẫu nhiên
mà quy luật độc nhất là sự liên kết.
Chúng đơn giản di chuyển cùng nhau.
Khi những phần tử này tới con đường,
chúng cảm nhận nó như một chướng ngại vật,
và chúng nhảy lên con đường.
Khác biệt duy nhất
giữa con cái đầu đàn, ở đây có màu đỏ,
và những con khác,
là đối với nó, độ cao của chướng ngại vật,
thực chất là độ nguy hiểm cảm nhận từ con đường,
có chút cao hơn,
và chính sự khác biệt nhỏ này
trong quy luật di chuyển của cá thể
là đủ để giải thích điều mà chúng ta quan sát được,
rằng con cái đầu đàn
dẫn đoàn của nó tới con đường
và sau đó nhường đường cho con khác
để chúng băng qua trước.
Nhà thống kê người Anh, George Box,
đã từng viết, "Tất cả các mô hình đều sai,
nhưng một vài trong số chúng là hữu dụng."
Và thực chất, mô hình này hiển nhiên là sai,
vì trên thực tế, meerkat không phải là các phần tử ngẫu nhiên.
Nhưng nó cũng hữu dụng,
vì nó cho ta biết sự vô cùng đơn giản
trong quy luật di chuyển ở cấp độ cá thể
có thể dẫn đến một sự phức hợp rất lớn
trên cấp độ của cả đàn.
Vậy một lần nữa, đó là đơn giản hóa sự phức hợp.
Tôi muốn đi tới kết luận
về ý nghĩa của điều này cho mọi loài.
Khi con cái đầu đàn
nhường đường cho con khác,
đó không phải là lịch sự.
Thực chất, con cái đầu đàn
là vô cùng quan trọng cho sự gắn kết của cả đàn.
Nếu nó chết trên đường, cả đàn sẽ gặp nguy hiểm.
Vậy hành vi tránh rủi ro này
là đặc trưng tiến hóa từ xa xưa.
Những con chồn meerkat đang lặp lại thủ thuật tiến hóa
đã được truyền lại từ hàng nghìn thế hệ trước đó,
và chúng tương thích nó với mội mối nguy hiểm của ngày nay,
trong trường hợp này là con đường của con người.
Chúng thích ứng những quy luật vô cùng đơn giản,
và tạo nên hành vi phức hợp
cho phép chống lại sự xâm lấn của loài người
đến nơi sinh sống tự nhiên của loài
Cuối cùng,
đó có thể là loài dơi thay đổi kết cấu xã hội
trước sự sụt giảm số lượng,
hoặc loài chồn meerkat
cho thấy sự thích ứng lạ thường đối với con đường do con người tạo nên,
hoặc có thể ở các loài khác.
Thông điệp của tôi ở đây là, nó không hề phức tạp,
mà chỉ là một niềm băn khoăn và hi vọng đơn thuần
thông điệp của tôi ở đây là các loài động vật
cho thấy sự phức hợp xã hội phi thường,
và điều này cho phép chúng thích nghi
và phản hồi lại các thay đổi trong môi trường của mình
Tóm lại trong 3 từ, ở thế giới loài vật,
đơn giản dẫn tới phức hợp
điều này dẫn tới sự phục hồi nhanh chóng.
Xin cảm ơn.
(Vỗ tay)
Dania Gerhardt: Cảm ơn rất nhiều, Nicolas,
phần khởi đầu rất tuyệt. Hơi căng thẳng đúng không?
Nicolas Perony: Tôi ổn mà, cảm ơn nhé!
DG: Được rồi, tốt lắm. Tôi chắc rằng rất nhiều khán giả
bằng cách nào đó đã cố gắng kết nối
giữa những loài động vật mà anh đã nói đến
như dơi, chồn meerkat và loài người.
Anh đã đưa ra vài ví dụ:
Các con cái là các con mang vai trò xã hội,
các con cái là các con đầu đàn,
Tôi không chắc mọi người nghĩ như thế nào.
Nhưng liên kết như vậy có ổn không?
Có hay không những khuôn mẫu như thế về vấn đề này
mà có giá trị trên tất cả các loài?
NP: Vâng, tôi có thể nói rằng
cũng có những ví dụ chống lại những khuôn mẫu này.
Ví dụ như, trên thực tế, ở loài cá ngựa hay loài koala,
những con đực là kẻ chăm sóc các con non, luôn luôn là như thế.
Và bài học ở đây là thường rất khó
và đôi khi thậm chí hơi nguy hiểm
khi đưa ra những sự tương quan giữa con người và loài vật.
Như vậy đấy.
DG: Vâng. Cảm ơn rất nhiều vì phần khởi đầu rất tuyệt này.
Cảm ơn anh, Nicolas Perony.