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)