قطيع الطيور. سرب الجراد. مدرسة السمك. داخل تجمعات الكائنات الحية التي تبدو وكأنها يمكن أن تصبح فوضوية، يظهر النظام بطريقة ما. تختلف السلوكيات الجماعية للحيوانات في تفاصيلها من نوع إلى آخر، لكنها تلتزم إلى حد كبير بمبادئ الحركة الجماعية التي توصل إليها الفيزيائيون على مدى قرون. والآن، باستخدام التقنيات التي أصبحت متاحة مؤخرًا، تمكن الباحثون من دراسة أنماط السلوك هذه عن كثب أكثر من أي وقت مضى.

في هذه الحلقة عالم البيئة التطوري ايان كوزين محادثات مع المضيف المشارك ستيفن ستروغاتز حول كيف ولماذا تظهر الحيوانات سلوكيات جماعية، وتتجمع كشكل من أشكال الحساب البيولوجي، وبعض مزايا اللياقة الخفية للعيش كجزء من مجموعة ذاتية التنظيم وليس كفرد. ويناقشون أيضًا كيف يمكن أن يساعد تحسين فهم الآفات الحشرية مثل الجراد في حماية الأمن الغذائي العالمي.

استمع Apple Podcasts, سبوتيفي, Google Podcasts, TuneIn أو تطبيق البث المفضل لديك ، أو يمكنك ذلك دفقه من كوانتا.

النص الكامل

[مسرحيات الموضوع]

ستيفن ستروجاتز: في جميع أنحاء المملكة الحيوانية، من البعوض الصغير إلى الأسماك والطيور والغزلان، وحتى الرئيسيات مثلنا، تميل المخلوقات إلى التنظيم في أنماط متحركة كبيرة تسعى إلى تحقيق هدف جماعي عفوي على ما يبدو. في كثير من الأحيان، لا يبدو أن أي مخلوق فردي يقوم بدور القائد، وينسق هذه الحركات الجماهيرية. وبدلاً من ذلك، فإن الحيوانات تقع في الخط بسلاسة.

وعلى الرغم من أنه يبدو أن مثل هذه الأنظمة سوف تتأرجح في حالة من الفوضى أو عدم الاستقرار، إلا أن هذه التجمعات تمكنت بطريقة ما من التحرك بطرق تبدو جيدة التنسيق وهادفة بشكل غير عادي، كما يمكن لأي شخص شاهد همهمة الزرزور أو سرب الأسماك أن يشهد. ولكن ما هي القوة الدافعة وراء هذا السلوك؟

أنا ستيف ستروجاتز، وهذا هو البودكاست "The Joy of Why". مجلة كوانتا حيث بلدي المضيف المشارك جانا ليفين وأنا أتناوب في استكشاف بعض أكبر الأسئلة التي لم تتم الإجابة عليها في الرياضيات والعلوم اليوم.

[انتهى الموضوع]

في هذه الحلقة، سنتعرف على السبب وراء قطيع الحيوانات وأسرابها ومدرسةها. كيف توفر أحدث التقنيات، مثل الذكاء الاصطناعي والكاميرات ثلاثية الأبعاد، رؤية جديدة؟ وما الذي يمكن أن تخبرنا به دراسة ديناميكيات المجموعات الحيوانية عن أنفسنا، فرديًا وجماعيًا؟

وهنا لتسليط الضوء على هذه الألغاز هو عالم البيئة التطورية ايان كوزين. إيان هو مدير قسم السلوك الجماعي في معهد ماكس بلانك لسلوك الحيوان وأستاذ متفرغ في جامعة كونستانز. ومن بين الأوسمة العديدة التي حصل عليها جائزة National Geographic Emerging Explorer Award، وجائزة Lagrange، وهي أعلى وسام في مجال علوم التعقيد، وجائزة Leibniz، أعلى تكريم بحثي في ​​ألمانيا. إيان، نحن سعداء جدًا بوجودك معنا اليوم.

إيان كوزين: من الرائع أن أكون هنا يا ستيف.

ستروجاتز: حسنًا، أنا سعيد جدًا برؤيتك مرة أخرى. نحن أصدقاء قدامى، وسيكون من الممتع حقًا أن نسمع عن أحدث السلوكيات الجماعية. لكن لنبدأ - أعتقد أننا يجب أن نتحدث عن من هم عيناتك؟ هل يمكنك أن تخبرنا قليلاً عن بعض الحيوانات، وعن الأشكال المتنوعة التي يتخذها سلوكها الجماعي في الأنظمة التي قمت بدراستها؟

كوزين: حسنًا، هذا أحد الأشياء المدهشة حول دراسة السلوك الجماعي. إنه أمر أساسي للعديد من العمليات في الحياة على كوكبنا حيث أننا ندرس حرفيًا مجموعة من الكائنات الحية، بدءًا من أبسط حيوان على الكوكب - يطلق عليه اسم بلاكوزوا؛ إنها شعبة قاعدية، وربما أبسط حيوان متعدد الخلايا على الكوكب؛ إنه سرب من الخلايا، آلاف الخلايا، تتحرك مثل سرب الطيور أو سرب الأسماك - صعودًا عبر اللافقاريات، مثل النمل، الذي يتمتع بسلوك منسق مذهل، أو الجراد، الذي يشكل بعضًا من أكبر الأسراب وأكثرها تدميراً للفقاريات، مثل التمدرس الأسماك، وأسراب الطيور، وذوات الحوافر، والرئيسيات، بما في ذلك نحن البشر.

ستروجاتز: لذا، يبدو حقًا أنه يشمل السلسلة الكاملة، على طول الطريق من - يجب أن أعترف، لم أسمع بهذا من قبل، هل فهمت الأمر بشكل صحيح: بلاكوزوا؟

كوزين: بلاكوزوا، نعم. تم العثور على هذا المخلوق الصغير وهو يزحف على زجاج الأحواض المائية الاستوائية. يمكنك رؤيته بالعين المجردة. إنه حوالي مليمتر، وربما مليمتر ونصف إذا كان كبيرًا جدًا. وكما تعلمون، فإن النظر إلى هذا المخلوق الرائع لم يلفت انتباه العلماء إلا مؤخرًا.

ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أن هذا السرب الصغير الغريب من الخلايا لديه في الواقع التعقيد الجيني الذي يمكن ربطه بكائن أكثر تطوراً. على سبيل المثال، يحتوي على مجموعة كبيرة من الناقلات العصبية، لكنه لا يحتوي على خلايا عصبية.

[يضحك ستروجاتز]

وفيه ما يسمى هوكس الجينات. هوكس الجينات موجودة في علم الأحياء التنموي المرتبط بخطط الجسم المعقدة. ليس لديها خطة الجسم المعقدة. وربما تعتقدون، حسنًا، ربما يكون هذا المخلوق قد تطور ليصبح أكثر تعقيدًا ثم أعاد التطور لتبسيط نفسه، وبالتالي احتفظ بخصائص التعقيد هذه.

لكن الباحثين في علم الوراثة نشروا نوعًا من الأبحاث التاريخية في المجلة الطبيعة الذي أظهر، لا، في الواقع، هذا هو واحد من معظم مجموعات الخلايا الأولية. وبالطبع السلوك الجماعي، فما أجمل من تجمع الخلايا معًا لتكوين كائن حي. أنت تعرف؟ وهذا أحد الأسباب التي دفعتنا إلى دراسة هذا: محاولة فهم كيف كان السلوك الجماعي محوريًا في أصول الحياة المعقدة على كوكبنا.

ستروجاتز: يا رجل، هذه مرحلة مبكرة من المقابلة وأنت بالفعل أذهلتني. أنت أيضًا تخرجني عن مساري عما اعتقدت أنني سأتحدث معك عنه. هذا مثير للاهتمام وجديد جدًا بالنسبة لي لدرجة أنني أذهلت. أريد العودة إلى هذا الجزء من القصة لأنه كذلك - أعني، من المفاجئ حقًا أنهم فعلوا ذلك... هل سمعت جيدًا، أن لديهم أشياء مرتبطة بامتلاك جهاز عصبي، لكن ليس لديهم جهاز عصبي؟ ولديهم جينات بيولوجية تنموية كما لو أنهم بحاجة إلى تطوير خطة جسم معقدة بالكامل مثل ذبابة الفاكهة، لكن ليس لديهم جسم مثل هذا؟

كوزين: بالضبط بالضبط. وبالتالي، يمكنهم حقًا أن يقدموا لنا لمحة عن أصول الذكاء. دراستنا الخاصة، والذي نشرناه هذا العام، كما تعلمون، أظهرنا أن مخطط الجسم الذي لديهم بالفعل يتصرف مثل سرب الطيور أو مدرسة الأسماك، حيث تتفاعل الخلايا محليًا مع الآخرين وتميل إلى محاذاة اتجاه سفرها.

لذلك ينجذبون لبعضهم البعض. إنها متصلة ببعضها البعض مثل صفيحة مرنة، ولكنها تميل أيضًا إلى أن تكون متحركة. لديهم أهداب، أهداب صغيرة في قاعدتهم، حتى يتمكنوا من التدفق عبر البيئة. والقوى التي يطبقونها على جيرانهم القريبين تجعلهم يصطفون مع بعضهم البعض.

وهكذا، إذا قمنا بتتبع هذه الخلايا تحت المجهر، ونظرنا إلى المحاذاة ونظرنا إلى جاذبية الأفراد، فإننا نستخدم إلى حد كبير نفس التقنيات، ونفس النماذج، ونفس التفكير الذي نستخدمه السلوك الجماعي في أسراب الطيور أو مدارس الأسماك أو أنواع أخرى من المجموعات ولكن تطبيقه على هذه الحيوانات.

ولذا، فإن هذا أحد الأشياء التي أجدها أكثر روعة فيما يتعلق بالسلوك الجماعي، هو أنه على الرغم من أن خصائص النظام، سواء كنت خلية أو سواء كنت طائرًا، مختلفة تمامًا، فعندما تنظر إلى العمل الجماعي، الخصائص الجماعية، الرياضيات التي تكمن وراء هذا، في الواقع يمكن ذلك تبين أنها متشابهة جدًا. ولذا يمكننا العثور على ما يسمى بالخصائص العالمية التي تربط هذه الأنظمة المختلفة والمتباينة ظاهريًا.

ستروجاتز: حسنًا، بالطبع، أنت الآن تتحدث لغتي، حيث أن هذا ما جذبني إلى افتتاني بالسلوك الجماعي، كما تعلم، هو أن هناك تلك المبادئ الرياضية العالمية التي يبدو أنها تنطبق صعودًا وهبوطًا على المقياس من الخلايا إلى حسنًا، بالطبع، نحب دائمًا أن نضع أنفسنا في القمة.

لكن، حسنًا، لقد أثرت العديد من القضايا المختلفة التي يجب أن نفكر فيها. دعني أحاول العودة إلى البداية، بقدر ما أحب البقاء معك هنا مع بلاكوزوا.

لذلك، على سبيل المثال، ذكرت كلمات مثل "أسراب" و"مدارس"، وأحياناً نسمع الناس يتحدثون عن "أسراب"، كما هو الحال مع الحشرات. هل هناك أي سبب لوجود ثلاث كلمات مختلفة لنفس الشيء؟ أليسوا نفس الشيء حقًا عندما نتحدث عن المجموعات الجماعية؟ هل هناك سبب يمنعنا من الحديث عن تعليم الطيور أو أسراب الأسماك؟

كوزين: لا، أعتقد أننا طورنا هذه الكلمات، واللغات المختلفة لها كلمات مختلفة. في اللغة الألمانية، وهي لغة مليئة بالعديد من الكلمات، لديهم في الواقع عدد قليل نسبيًا. بينما في اللغة الإنجليزية، لدينا العديد والعديد من الكلمات المختلفة. مثلًا، كما تعلمون، على سبيل المثال، يُطلق على مجموعة من الغربان اسم قتل الغربان.

[يضحك ستروجاتز]

لقد استخدمت بنفسك سابقًا كلمة رائعة، "تذمر" الزرزور. وأعتقد أن هذا الجمال، الجمال الآسر للقطيعة والتعليم والاحتشاد، هو ما أدى إلى ظهور هذه الكلمات الرائعة التي يمكن ربطها بأمثلة معينة.

ولذا، أعتقد أن هذا أمر مفيد للغاية، لأنني كنت أؤكد في وقت سابق على القواسم المشتركة، القواسم المشتركة الرياضية، ولكن هناك أيضًا اختلافات. هناك فرق بين سرب الخلايا وسرب الطيور. ولذلك، لفهم هذه الأنظمة، علينا أن نأخذ في الاعتبار المبادئ المشتركة، ولكن أيضًا تلك التي تختلف بين الأنظمة. وبطريقة ما، تلتقط اللغة بعضًا من ذلك لنا بالطريقة التي قام بها البشر بشكل طبيعي بفصل هذه الأشياء أو تقسيمها إلى فئات مختلفة.

ستروجاتز: مثير للاهتمام. إذن، لقد ذكرت "سرب الخلايا" و"سرب الحشرات"، أعتقد أنه كان كذلك، وقلت إنه قد يكون هناك بعض الاختلافات على الرغم من أننا نستخدم نفس الكلمة. وما هي الأشياء التي يجب أن نميزها بين تلك الأمثلة؟

كوزين: نعم، أعتقد أن الأمر المثير حقًا هو سبب وجود قواسم مشتركة، لأن الاختلافات عميقة جدًا. الحيوان لديه عقل. إنها تستقبل معلومات حسية معقدة وتحاول اتخاذ قرارات بشأن بيئتها. فالحيوانات قادرة في المتوسط ​​على القيام بسلوكيات أكثر تعقيدًا وتعقيدًا من الخلايا.

لكن الخلايا، بالطبع، لديها عمليات داخلية معقدة. لكن تفاعلاتها تخضع بدرجة أكبر للقوى الفيزيائية، من خلال النطاق الذي تعمل به والتوترات التي تتشكل، والتوترات الفيزيائية التي تتشكل داخل الخلية مجتمعة.

في حين أن الحيوانات، والتفاعلات بين الطيور في القطيع، فهي غير مرئية. ليس لديهم شكل مادي. ولذلك قد يعتقد المرء في البداية، حسنًا، إنه مجرد تشبيه. في الواقع، أود أن أقول أنه حتى قبل حوالي خمس إلى عشر سنوات، كنت أعتقد أنه كان مجرد تشبيه أيضًا. اعتقدت أن هذه الاختلافات يجب أن تكون مهمة جدًا. لكن ما بدأنا نفهمه هو أن السمة المشتركة التي يشتركون فيها هي الحساب.

إنها أن هذه العناصر تتجمع معًا لحساب بيئتها بطرق لا يمكنها حسابها بمفردها. كل فرد، حتى لو كان لديك عقل بشري معقد للغاية، وأنت تتجول في العالم، إلا إذا كان لديك تفاعلات اجتماعية مع الآخرين، أو حتى أكثر من ذلك، كما تعلمون، قم بالبناء على التعقيد الثقافي الذي ورثناه عندما لقد ولدنا في حياتنا، إذن نحن محدودون للغاية.

وهكذا، هناك تلك الأسئلة العميقة والرائعة للغاية والتي بدأنا للتو في معالجتها حول الحساب وظهور الحياة المعقدة.

ستروجاتز: هذه وجهة نظر مثيرة للاهتمام. لم أكن أعرف ما هي الكلمة التي كنت ستقولها عندما قلت أن هناك شيئًا مشتركًا بينهم جميعًا. كنت - لا أستطيع التخمين، لكني أحب ذلك: الحساب.

لذا، كما تعلمون، يجعلني أفكر في شيء مشهور ربما شاهده الناس في أفلام على اليوتيوب أو على التلفاز، حيث يوجد سرب من الطيور - ربما زرزور - وصقر أو صقر أو شيء ما يقترب نحوه القطيع. ربما ينبغي عليك أن تقدم لنا وصفًا مرئيًا لما سيحدث بعد ذلك، ولماذا أعتقد أن هناك أي علاقة بالحساب في هذا المثال؟

كوزين: حسنًا، أعني، إذا نظرت إلى هذه المجموعات، كما تعلمون، عندما يكون لديك هذه الحيوانات المفترسة حاضرة وتهاجم هذه المجموعات، سواء كانت مدرسة أسماك أو سرب طيور، ترى المجموعة تتصرف مثل هذا النوع من السوائل المتموجة. ترى تموجات الضوء هذه تعبر المجموعة أو تموجات الكثافة تعبر المجموعة.

وما يدل عليه هذا هو أن الأفراد يمكنهم بالفعل نشر المعلومات حول موقع ذلك المفترس بسرعة كبيرة عبر التفاعلات الاجتماعية. لذا فإن الأفراد الذين يرون المفترس، على سبيل المثال، ربما فقط عدد قليل منهم يرون المفترس في البداية. ولكن من خلال الدوران، ثم يتم نسخ هذا السلوك من قبل الآخرين، فإن تغيير الكثافة، تغيير الدوران، يتم نشره بسرعة كبيرة.

وإذا استخدمنا - أنا متأكد من أننا سنصل إلى هذا لاحقًا - إذا استخدمنا أدوات تصوير متقدمة لتحديد وقياس موجات الدوران هذه، فإنها ستؤدي إلى موجة انتشار أسرع بحوالي 10 مرات من السرعة القصوى من المفترس نفسه. لذلك يمكن للأفراد الاستجابة لحيوان مفترس لا يرونه حتى.

لذا، المجموعة والأفراد في المجموعة - لأن الانتقاء، الانتقاء الطبيعي، يؤثر على الأفراد - عادةً، يمكنهم الاستجابة للمحفزات التي لم يكتشفوها.

إنه يشبه إلى حد ما، كما تعلمون، خلية عصبية تنقل المعلومات عبر الإشارات الكهربائية. في هذه الحالة، إنها ليست إشارات كهربائية. إنها حقًا كثافة الأفراد وتحولهم الذي ينتشر عبر المجموعة، ولكنها تعطي هؤلاء الأفراد معلومات بعيدة عن مكان التهديد، حتى يتمكنوا من البدء في الابتعاد عنه بسرعة كبيرة.

ستروجاتز: أعتقد أن هذا مثال مرئي جميل جدًا لما تعنيه العمليات الحسابية في هذا السياق. يمكننا أن نرى موجات الذعر أو التجنب هذه تتدفق عبر القطيع. إنه أمر مثير للاهتمام لدرجة أنه أسرع بكثير مما يستطيع الأفراد القيام به بمفردهم، وأعتقد أنه أسرع مما يستطيع المفترس حشده بمفرده.

كوزين: أحد الأسباب وراء احتمالية حدوث ذلك، ولماذا نعتقد ذلك، هو أن المجموعة - الانتقاء الطبيعي، على الرغم من أنه يؤثر على الأفراد، إلا أن لياقتهم هي التي تهم، وهناك فائدة جماعية للجميع إذا تصرفوا بطريقة معينة.

ويتعلق هذا مرة أخرى بما تعلمناه من الأنظمة الفيزيائية، وتحديدًا الأنظمة الفيزيائية قريب من مرحلة التحول. لذا، فإن النظام الذي يقترب من التحول بين حالات مختلفة، مثل الانتقال بين الحالة الصلبة والسائلة، كما تعلم، إذا قمت بتجميد الماء وتحول فجأة إلى حالة صلبة، فإن السلوك الجماعي لذلك النظام يكون ملحوظًا جدًا بالقرب من ذلك نقطة التحول، هذا التشعب، وهو بالطبع مجال دراستك الخاص. وهذا شيء نعرفه الآن، لدينا الآن دليل قوي جدًا، على أن الانتقاء الطبيعي يدفع الأنظمة بالقرب من نقاط التشعب هذه بسبب الخصائص الجماعية، الخصائص الجماعية الرائعة، التي يتم عرضها.

عندما قمنا بقياس هذه الخصائص لأول مرة، بدا وكأن الأفراد كانوا يتحدون قوانين الفيزياء. وكانت المعلومات تتسرب بسرعة كبيرة.

وفي أوائل القرن العشرين تقريبًا، إدموند سيلوس، الذي كان داروينيًا مؤكدًا، ولكن، كما تعلمون، كان مفتونًا أيضًا بسحر التخاطر في العصر الفيكتوري، وافترض أنه لا بد من وجود نقل فكري، كما وصفه، أو التخاطر بين الطيور الذي سمح لهم بالتواصل بهذه السرعة.

وبالطبع، يعتقد الناس، "حسنًا، هذا سخيف، بالطبع لا يمكن أن يكون هناك تخاطر." ولكن في الواقع الفعلي، وربما يكون هذا مثيرًا للجدل بعض الشيء، لكن في الواقع الفعلي، أعتقد أننا مازلنا لا نملك فهمًا جيدًا للطرائق الحسية والطريقة التي تتخلل بها هذه المعلومات بسرعة رائعة عبر النظام.

أنا لا أقترح أن هناك تخاطر، بالطبع. لكنني أقترح أنه من خلال ضبط النظام، من خلال ضبط نظام جماعي قريب من هذه النقطة الحرجة، بالقرب من نقطة التشعب هذه، يمكن أن يؤدي ذلك إلى ظهور خصائص جماعية ملحوظة تبدو خيالية للمراقب، وللراصد، تبدو خيالية. غريب. لأن الفيزياء في هذه الأنظمة غريبة، خيالية، مذهلة، على الرغم من أنها مفهومة بالعلم.

ستروجاتز: لذلك أنا فقط أتساءل، في حالة السلوك الجماعي الآن، إذا كانت الطبيعة تضبط القطيع ليكون بالقرب من نقطة ما من عدم الاستقرار أو الحرجية. هل تقترح أن هذا جزء مما يجعله فعالاً للغاية؟

كوزين: نعم، هذا بالضبط ما أقترحه. وهكذا، على سبيل المثال، كما تعلمون، مرة أخرى، جدا ورقة الزوار خلال العامين الماضيين الذين نشرناهم، سألنا، كما تعلمون، ماذا عن الحصول على الأفضل في جميع العوالم؟ ماذا لو كنت، في ظل الظروف العامة، تريد أن تكون مستقرًا، وتريد أن تكون قويًا. لكن في بعض الأحيان، تريد أن تصبح شديد الحساسية. وهكذا في الانتقاء الطبيعي، يجب على الأنظمة البيولوجية أن توازن بين هذا الوضع المذهل والمتناقض ظاهريًا لكونها قوية وحساسة. كيف يمكنك أن تكون قويًا وحساسًا في نفس الوقت؟

ولذا، نعتقد أن ضبط النظام بالقرب من هذه النقطة الحرجة، يسمح بحدوث ذلك لأنه إذا انحرف النظام، فإنه يستقر في الواقع. ولكن عندما يتم دفعها نحو تلك النقطة الحرجة، تصبح مرنة بشكل لا يصدق وحساسة للمدخلات، على سبيل المثال، المدخلات المتعلقة بهذا المفترس. لذا، إذا كانت مجموعة الأسماك بعيدة عن تلك النقطة الحرجة - على سبيل المثال، إذا كانت متحالفة بقوة مع بعضها البعض - واكتشفت حيوانًا مفترسًا، في الواقع يتطلب الأمر الكثير من الجهد لتحويل كل هؤلاء الأفراد. إنهم يستجيبون بقوة لبعضهم البعض بحيث يصعب على تلك المدخلات الخارجية تغيير سلوكهم.

من ناحية أخرى، إذا كانوا مضطربين للغاية ويتحركون جميعًا في اتجاهات مختلفة، فمن الصعب على الآخرين إدراك الاتجاه المتغير للفرد، وبالتالي لا ينتشر عبر النظام.

وهكذا في هذا النوع من النقطة المتوسطة، يمكنهم في الواقع تحسين قدرتهم على التصرف كمجموعة وأن يكونوا مرنين، ولكن لنقل المعلومات. وهذه نظرية فيزيائية قديمة العهد، لكنها لم تستخدم إلا في السنوات القليلة الماضية تكنولوجيا الرؤية الحاسوبية لتتبع الحيوانات في مجموعات والتساؤل، كيف يمكنك تغيير تفاعلاتك عندما، على سبيل المثال، يتغير العالم يصبح أكثر خطورة؟

نحن نفكر دائمًا كعلماء أحياء: "حسنًا، إذا أصبح العالم أكثر خطورة وأكثر خطورة، فسوف أصبح أكثر حساسية للمدخلات. سأكون أكثر توترًا، وسأكون أكثر عرضة لإطلاق إنذار كاذب. وهذا ينطبق على الحيوانات المنعزلة. هذا صحيح بالنسبة للبشر عندما نتصرف في عزلة. لكننا اختبرنا هذا على مجموعات الحيوانات، المجموعات التي تطورت ضمن سياق جماعي، ووجدنا أن هذا ليس صحيحًا بالنسبة لهم.

ما يفعلونه هو أنهم يغيرون الشبكة، شبكة الاتصال، وكيفية تدفق المعلومات عبر النظام. ويقومون بضبطه على النحو الأمثل لتحسين هذا النوع من المقايضة بين المرونة والمتانة، أي أنهم يأخذونه إلى هذا النظام الحرج كما توقعنا.

ستروجاتز: ما هي أنواع الحيوانات التي أجريت عليها هذه الدراسات؟

كوزين: لذلك نحن نعمل في الغالب مع الأسماك الصغيرة المدربة لأنه يتعين عليها حل نفس النوع من المشاكل - تجنب الحيوانات المفترسة، وإيجاد موطن مناسب - ومع ذلك فهي قابلة للتتبع داخل بيئة المختبر. لذا فإن الأسماك تحتوي في الواقع على مادة كيميائية تسمى com.schreckstoffوالتي تعني حرفيًا باللغة الألمانية "أشياء مخيفة". و com.schreckstoff يتم إطلاقها بشكل طبيعي، إذا هاجم حيوان مفترس سمكة، فيجب عليها إطلاق هذه المادة الكيميائية.

حتى نتمكن من وضع com.schreckstoff في الماء، فلا يوجد مكان لحيوان مفترس، لكن حكم الأفراد على هذه البيئة يتغير، وأصبح العالم أكثر خطورة.

فماذا تفعل، هل تغير ما يحدث في دماغك؟ هل تغير طريقة تفاعلك مع البيئة؟ هل تشعر بالخوف أكثر، وهو الأمر الطبيعي الذي نعتقد أن الحيوانات تفعله؟

أو، إذا تخيلت، في نظام شبكي، في نظام جماعي، هل تقوم بتغيير طوبولوجيا تلك الشبكة، الشبكة الاجتماعية، وطريقة تواصلك مع الآخرين؟ لأن ذلك يمكن أن يغير أيضًا الاستجابة للتهديدات، بسبب موجة التحول هذه التي تحدثنا عنها من قبل.

وهكذا ما وجدناه هو أن الأفراد لا يتغيرون. ما يحدث هو تغييرات الشبكة. يتحرك الأفراد لتغيير هيكل تلك الشبكة، وهذا ما يجعل المجموعة فجأة تصبح أكثر حساسية وأكثر مرونة.

اعتاد الناس، على سبيل المثال، أن يكون لديهم وكيل، وهو أن الأفراد القريبين من بعضهم البعض يجب أن يتفاعلوا بقوة أكبر. ولكن، كما يمكنك التفكير في حياتك اليومية، من الممكن أن تجلس بجانب شخص غريب تمامًا في الحافلة، ولا تكون في الواقع مرتبطًا اجتماعيًا بقوة به في المتوسط. لذا، فإن الشبكة الاجتماعية التي يختبرها الأفراد قد تكون مختلفة تمامًا عن الشبكة التي يسهل قياسها.

إذن ما فعلناه هو - حسنًا، الأمر معقد للغاية. لكن ما يمكننا فعله هو إعادة بناء العالم من وجهة نظرهم. ونحن نستخدم تقنية مستمدة من ألعاب الفيديو ورسومات الكمبيوتر تسمى raycasting، حيث نلقي أشعة الضوء على شبكية العين للأفراد حتى نتمكن من رؤية نوع من التمثيل المحوسب لما يرونه في كل لحظة من الزمن. لكن ما لا نعرفه هو، كيف يمكنهم معالجة ذلك؟

ومرة أخرى، يمكننا استخدام أساليب التعلم الآلي، لأن كل دماغ قد تطور للقيام بنفس الشيء. لقد أخذت معلومات حسية معقدة، مثل الأشخاص الذين يستمعون إلينا اليوم. إنها معلومات صوتية معقدة، لكنهم قد يقودون أو ربما يطبخون، لذلك لديهم أيضًا معلومات بصرية وشمية معقدة، لكن على دماغهم أن يأخذ كل هذا التعقيد ويقلله إلى ما يسمى بتخفيض الأبعاد، إلى قرار أو إلى "ماذا سأفعل بعد ذلك؟" ونحن لا نعرف سوى القليل جدًا عن كيفية قيام الحيوانات الحقيقية بذلك.

لكن يمكننا إعادة بناء مجالاتهم البصرية، ومن ثم يمكننا استخدام نفس أنواع التقنيات لتقليل الأبعاد، لفهم كيف يقلل الدماغ من هذا التعقيد في قرارات الحركة؟

والأسماك التي درسناها، لديها عدد صغير جدًا من الخلايا العصبية في الجزء الخلفي من الدماغ والتي تملي عليها كل حركاتها. لذلك يجب على الدماغ أن يستوعب كل هذا التعقيد، وعليه أن يقلل منه، وعليه أن يتخذ القرارات. وأعتقد أنه سؤال رائع في علم الأحياء عن كيفية قيام الأدمغة بذلك؟

ستروجاتز: في البداية، أستطيع أن أقول إنني بحاجة إلى قراءة أوراقك بشكل متكرر. لقد قلت شيئًا عن تسليط الأضواء على شبكية عين السمكة لترى بعد ذلك ما تراه، أو لتشعر بأنك تعرف ما تنظر إليه؟ هل سمعت ذلك بشكل صحيح؟

كوزين: نعم، إنه لا يسلط ضوءًا حرفيًا، في الواقع. كل ذلك يتم رقميا. لذا تخيل أن لديك مدرسة أسماك في لقطة زمنية، في لحظة متجمدة من الزمن. يقوم برنامجنا بتتبع موضع كل من تلك الأسماك وكذلك وضعية جسمها. وما يمكننا فعله هو أنه يمكننا الآن إنشاء نسخة حاسوبية ثلاثية الأبعاد لذلك المشهد، كما في لعبة الفيديو. ويمكننا بعد ذلك أن نسأل ماذا يرى كل فرد؟ حتى نتمكن من وضع الكاميرات في عيون الأفراد.

وهكذا، فإن نقل الأشعة يشبه إلى حد ما تتبع الأشعة، والذي يستخدم في رسومات الكمبيوتر، وهو مجرد مسارات للضوء الساقط على شبكية العين. ونحن نفعل كل هذا رقميًا، حتى نتمكن من إنشاء نظير رقمي للواقع. يمكننا بعد ذلك أن ننظر لنرى كيف سيقع الضوء على شبكية العين في هذا المشهد الافتراضي، وهو نوع من المشهد الافتراضي الواقعي. وهذا يعطينا الطبقة الأولى: ما هي المعلومات التي تصل إلى الفرد؟

وبعد ذلك، بالطبع، السؤال الكبير الذي نريد طرحه هو، كيف يعالج الدماغ ذلك؟ كيف يزيل الدماغ هذا التعقيد، وكيف يتخذ القرارات؟ كيف، على سبيل المثال، تتحرك أسراب السوائل وأسراب الأسماك بهذه السهولة والجمال مع عدد قليل جدًا من الاصطدامات، ومع ذلك تميل السيارات على الطريق السريع إلى النضال من أجل الحركة الجماعية؟ أعني، هل هناك شيء يمكن أن نتعلمه من آلاف السنين من الانتقاء الطبيعي ويمكننا بعد ذلك تطبيقه على المركبات والروبوتات؟

لذلك هناك أيضًا عنصر تطبيقي لمحاولة فهم هذا. أريد أن أفهمها إلى حد كبير لأنني أجدها رائعة، ولكنها أيضًا تترجم بالفعل إلى تطبيقات حقيقية في حالات معينة.

ستروجاتز: سنكون الظهر.

[فاصل لإدراج الإعلان]

ستروجاتز: مرحبًا بكم مرة أخرى في "فرحة السبب".

أود العودة إلى شيء قلته في المقدمة عندما كنت تمر عبر المقاييس من الخلية إلى الرئيسيات، وما إلى ذلك. قد لا يكون الناس على دراية بمثال الجراد، وأتساءل عما إذا كان بإمكاننا التحدث عن بعض - دعنا نسميها جوانب العالم الحقيقي أو حتى الجوانب الاقتصادية للأسراب، لأن الجراد له تأثير كبير على العالم، أكبر مما كان لي أدرك. أعني أنني ألقي نظرة على بعض الإحصائيات هنا في ملاحظاتي أنه خلال سنوات الطاعون، يغزو الجراد أكثر من خمس الغطاء الأرضي في العالم.

كوزين: نعم.

ستروجاتز: هل يمكنك تصديق ذلك؟ وتؤثر على معيشة واحد من كل 10 أشخاص على هذا الكوكب. فهل يمكنك التحدث إلينا قليلاً عن هذا النوع من الأبحاث ومدى ارتباطها بمسائل الأمن الغذائي العالمي؟

كوزين: نعم، أنت على حق تماما. وأنا أجد هذا مذهلاً للغاية. كما تعلمون، كما قلت للتو، فإنها تؤثر على واحد من كل 10 أشخاص على كوكبنا من خلال نقص الغذاء والأمن الغذائي. وهم يفعلون ذلك غالبًا في بلدان، مثل اليمن والصومال، التي تعاني من مشاكل كبيرة، وصراعات كبيرة، وحروب أهلية، وما إلى ذلك.

ولكن أيضًا بسبب تغير المناخ، يتوسع نطاق الجراد عبر جزء كبير من نطاقه. وهكذا، أعني، في هذه اللحظة، تواجه أفغانستان هذا العام أزمة كبيرة في حوضها الغذائي. قبل عامين، كانت مدغشقر. وقبل ذلك بعام أو عامين، كانت كينيا تمتلك أكبر سرب من الجراد منذ 70 عامًا.

فلماذا، كما تعلمون، مع كل التقنيات الحديثة التي لدينا للمراقبة، لماذا تصبح الأسراب أكثر شراسة وأكثر خطورة، كما تعلمون؟ وأحد الأسباب هو تغير المناخ. إنه، كما تعلمون، ما يحدث مع هذه الأسراب هو - الجراد، قد يكون من المفاجئ للمستمعين معرفة ذلك، لكن الجراد في الواقع لا يحب أن يكون بالقرب من بعضهم البعض. إنهم جنادب خضراء خجولة ومبهمة تحب أن تُترك بمفردها. لذا، إذا كان لديهم الكثير من الطعام، فإنهم معزولون عن بعضهم البعض. يتجنبون بعضهم البعض. فقط عندما يضطرون إلى الاجتماع معًا، فإنهم يتحولون.

لذا فهم عادةً ما يُطلق عليهم اسم العزلة، بسبب أسلوب حياتهم المنعزل. لكن إذا أُجبروا على الاجتماع معًا، فقد تطوروا إلى مرحلة انتقالية. إنهم نوع من جيكل وهايد في عالم الحشرات. لقد تطوروا ليتحولوا فجأة، خلال ساعة، سلوكيًا، إلى شكل اجتماعي، حيث يبدأون في السير نحو بعضهم البعض، يتبعون بعضهم البعض.

شيء آخر قد لا يعرفه الناس هو أن الجراد ليس لديه أجنحة في الأشهر القليلة الأولى من حياته. وهكذا عندما يولد الجراد، فهو لا يطير. إنهم هذه الحوريات التي لا تطير. فقط عندما يصبحون بالغين يكون لديهم أجنحة.

وهكذا، ما يحدث هنا هو أنه عندما تهطل الأمطار على أفريقيا، على سبيل المثال، أو إلى الهند، أو إلى مناطق أخرى، يمكن أن يكون لديك نباتات مورقة، ويمكن لمجموعات الجراد الصغيرة أن تتكاثر مثل هذا النوع من الجراد الخفي، يمكنها النمو في حجم السكان. الآن، مع نمو هذا العدد من السكان، فإنهم يأكلون أكثر فأكثر، وغالبًا ما يكون هناك أيضًا جفاف قادم.

الآن، إذا كانت لديك كثافة سكانية عالية، ثم فجأة يختفي الطعام، فإن ما يفعله الجراد هو، أنه تطور ليتحول إلى هذا الشكل الاجتماعي، حيث يبدأ في السير معًا. يبدأون جميعًا بالتحرك معًا. يمكن أن تتكون هذه الأسراب من مليارات الأفراد - بقدر ما ترون، يسير كل الجراد في انسجام تام، كما لو كان في هدف مشترك. وبمجرد أن تنمو أجنحتها، يمكنها الطيران. ومن ثم يصبح الأمر أسوأ، لأنهم يستطيعون الوصول إلى الرياح التجارية أو الظروف البيئية الأخرى، حيث يمكنهم نقل أنفسهم كأسراب ضخمة لمئات أو حتى آلاف الكيلومترات. ولذا، فهذا أحد أكبر السلوكيات الجماعية وأكثرها تدميرًا لدينا على كوكبنا.

ستروجاتز: يا للعجب، لا أستطيع أن أقول إنني على دراية بفكرة مسيرة الجراد. لقد اعتدنا على التفكير فيها على أنها هذه السحب، كما تعلمون، تحتشد في الهواء. ولكن أخبرنا المزيد عن المسيرة، لأنني أتذكرها بشكل غامض بعض الأبحاث المذهلة بخصوص جانبك المتعلق بآكل لحوم البشر للجراد، هل هذه هي الكلمة الصحيحة التي يجب استخدامها؟

كوزين: نعم، كان ذلك في عام 2008، و- لكنك على حق، كما تعلم، هذه القطعان الضخمة أو الأسراب أو سحب الجراد التي تنتقل عبر مسافات كبيرة، كما تعلم، لا نعرف الكثير عنها لأنه لم يكن لدينا التكنولوجيا لدراسة ذلك. في الواقع، ما زلنا لا نملك التكنولوجيا لدراسة ذلك. لذلك لا يعني ذلك أنه ليس مهمًا، بل إنه مهم للغاية.

لكننا نعلم أيضًا أن ما يسبق هذه الأسراب الطائرة - أعني أن السرب الطائر يشبه إلى حدٍ ما حريقًا هائلًا خرج عن نطاق السيطرة بالفعل. الآن ستواجه مشاكل في التحكم فيه. لكن إذا تمكنت من السيطرة عليها قبل أن تنمو أجنحتها، كما تعلمون، عندما يشكلون هذه الأسراب في الصحراء أو في هذه البيئات قبل ذلك، فهناك إمكانات كبيرة.

ولذلك، ولأسباب عملية، ركزنا على هذه الأسراب عديمة الأجنحة. وفي الواقع، كما تعلمون، على الرغم من أنك على حق، فقد بدأت دراسة هذه الأمور في منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، ونحن الآن، وأنا الآن أعود إلى الجراد، وأدرسه الآن مرة أخرى.

لقد أنشأنا للتو أول سرب مناسب في العالم داخل بيئة المختبر على الإطلاق، في وقت سابق من هذا العام، حيث قمنا بتتبع 10,000 جرادة في بيئة تصوير بأبعاد 15 × 15 × 8 أمتار قمنا ببنائها هنا خصيصًا لهذا الغرض، هنا في كونستانز. لذلك من المضحك أن تذكر ذلك، لأن بحثي الآن يشبه إلى حد ما نفس النظام.

لكن، نعم، كما قلت، ما اكتشفناه هو، كما تعلمون، هذه الحشرات، حسنًا، لماذا تسير معًا؟ لماذا هم - كما تعلمون، واعتقدنا في البداية أن الأمر يجب أن يكون مثل مدارس الأسماك وأسراب الطيور. يجب أن يكون حول المعلومات. يجب أن يكون حول الذكاء الجماعي. حسنا، كنا مخطئين. وهذا هو الخطر العظيم. إذا رأيت، كما تعلم، سربًا من النمل يتحرك في دائرة، ويتحرك في ما يشبه الطاحونة، ورأيت مدرسة للأسماك، على سبيل المثال، تتحول إلى طارة أو نوعًا ما يشبه نمط الدونات، أو رأيت زوبعة، هذه كلها أنماط تبدو متشابهة، لكنها قد تكون مدفوعة بظواهر مختلفة جدًا.

وأعتقد أنني كنت مضللا في التفكير، كما تعلمون، عندما ترى الحركة الجماعية، لا بد أن تكون هناك عمليات مماثلة تكمن وراءها. لكن في حالة الجراد، لم يكن هذا النوع من فرضيات نقل المعلومات. في الواقع، في هذه البيئات الصحراوية، عندما يصبح الطعام قصيرًا فجأة، فإنك تعاني من نقص شديد في العناصر الغذائية الأساسية، خاصة في الصحراء: البروتين والملح والماء.

وما هو الأفضل بالنسبة لك في هذا النوع من البيئة القاسية من فرد آخر؟ لأنها ذات تركيبة غذائية متوازنة تماما. إذن ما يفعله الأفراد هو أنهم ينجذبون لبعضهم البعض، ويميلون إلى تفكيك بعضهم البعض. لذا فقد تطورت لتتبع أولئك الذين يبتعدون، لمحاولة عضهم في مؤخرتهم، في الجزء الخلفي من البطن، وهو أمر يصعب جدًا الدفاع ضدهم. الرأس مدرع بشدة، لكن الجزء الخلفي من البطن يعتبر نقطة ضعف لأسباب واضحة، فلا بد من وجود فتحة هناك.

ولذا فإنهم يستهدفون ذلك، ولكن بعد ذلك يتجنبون أيضًا استهدافهم من قبل الآخرين. ونتيجة اتباع أولئك الذين يبتعدون عنك والابتعاد عن أولئك الذين يتجهون نحوك يؤدي إلى بدء السرب بأكمله في السير معًا عبر هذه البيئة الصحراوية.

كما أنهم يستفيدون أيضًا من التجويف، وذلك بالانتقال معًا من المناطق الفقيرة بالمغذيات. لأنه، كما تعلمون، إذا وضعت إنسانًا في الصحراء، فسوف يميل الإنسان إلى الارتباك نوعًا ما ويميل إلى التحرك في دوائر. نفس الشيء مع الجراد. لكن إذا وضعتهم في سرب، في اصطفاف جماعي، والتزامن بين الأفراد، كما تعلمون، مئات الملايين من الأفراد يصطفون مع بعضهم البعض، يمكنهم السير بطريقة موجهة للغاية خارج هذه البيئات الفقيرة بالمغذيات. ويمكنهم أيضًا إغراق الحيوانات المفترسة. كما تعلمون، الحيوانات المفترسة لا تستطيع أن تصنع الكثير من المسافة البادئة هنا.

ستروجاتز: يجعلني أتساءل، في الواقع، ونحن نتحدث عن كل هذه الأمثلة، كيف أصبحت مهتمًا بكل هذا في الأيام الخوالي؟ هل ذكرت أن هذا كان في عام 2008؟

كوزين: نعم، تلك كانت تلك الورقة في عام 2008.

ستروجاتز: نعم، لقد كنت مشغولاً بهذا حتى قبل ذلك، أليس كذلك؟

كوزين: نعم، لقد حصلت على درجة الدكتوراه. في أواخر التسعينات على النمل. لقد فتنت بسلوك النمل. ولكي نكون صادقين، فقد بدأ الأمر بشغف بالطبيعة وهوس بالتاريخ الطبيعي ومراقبة ما حولنا.

اعتقدت، عندما كنت طفلاً، أنه لا بد من وجود خبير يفهم سبب تشكل الأسراب، ولماذا تتجمع الأسماك، ولماذا تتجمع الطيور. اعتقدت أن هذا يجب أن يكون شيئًا يدرسه الجميع.

لقد كنت فنانا عندما كنت طفلا. كنت مهتمًا جدًا بالكتابة الإبداعية والشعر والفن. وهكذا، لقد انجذبت في البداية إلى الجمال النقي، الانبهار بجمال هذه الأشياء.

وفي المدرسة الثانوية، لم أكن طالبًا عظيمًا في العلوم. كنت أصنع الفخار وأرسم. وعندما ذهبت إلى الجامعة، أتذكر أن والدي قال لي: "أتعلم يا بني، عليك أن تفعل ما تجيده. هل اللغة الإنجليزية أو الفن. أنت لست عالمًا، أنت عالم طبيعة، هل تعلم؟ وكان على حق. لقد كان على حق تمامًا.

وفي وقت لاحق عندما حصلت على شهادة في علم الأحياء، وعرفت للتو في المحاضرة الأولى من محاضرتي في علم الأحياء، كنت أعرف أن هذا هو الشيء الصحيح بالنسبة لي، لقد عرفت ذلك للتو. واكتشفت أن هناك عالمًا كاملاً من الفيزياء الإحصائية. ظهرت هذه الأبحاث في ذلك الوقت، وقد أذهلتني لأنها كانت مؤلفة كانت ترى مبادئ رياضية عميقة عبر الأنظمة.

دكتوراه. قال المستشار، كما تعلم، للحصول على وظيفة، يجب أن تصبح خبيرًا عالميًا في نوع واحد من النمل، ومن ثم يمكنك أن تصبح ذا قيمة. لكنني كنت أقرأ هذا العمل للعلماء الذين كانوا يفعلون العكس تمامًا. لقد كانوا يدرسون كل شيء، من الأنظمة الفيزيائية إلى الأنظمة البيولوجية، وكانوا يرون هذه المبادئ. وأيضًا، كانت الأنماط والهياكل والنتائج التي وجدوها جميلة بشكل طبيعي. ولذا اعتقدت أن هذا يجب أن يكون صحيحًا. يجب أن تكون هذه هي الطريقة الصحيحة للقيام بالعلم. وهكذا، في ذلك الوقت، انجذبت للتو إلى عالم الفيزياء.

ستروجاتز: هل سبق لك أن تحدثت مع والدك بعد ذلك عن تغيير اتجاهك؟

كوزين: لم أظن قط أن والدي يتذكر هذا. وبعد ذلك عندما تمت ترقيتي من أستاذ مساعد إلى أستاذ متفرغ في جامعة برينستون، تلقيت مكالمة هاتفية من رئيس القسم تقول: "تهانينا، أستاذ كوزين". وكما تعلمون، لقد كنت منبهرًا تمامًا، لذا بالطبع اتصلت بأمي وأبي، وأجاب والدي على الهاتف، ثم قال: "وأعتقد أنني دعوتك بعالم الطبيعة." هذه هي المرة الوحيدة، وذلك بعد عقود. لم أكن أعلم أبدًا أنه يتذكر هذه المناقشة.

ستروجاتز: حسنًا، إنها قصة جيدة، إنها قصة جيدة حقًا. نود أن نتحدث عن الأسئلة الكبيرة التي لم تتم الإجابة عليها في هذا العرض، وبالتالي، ما هي في نظرك بعض أكبر الأسئلة التي لم تتم الإجابة عليها حول القطعان والمدارس والسلوك الجماعي بشكل عام؟

كوزين: حسنا، بالتأكيد أفعل. وهذا يقودني إلى الموضوع الذي أنا متحمس جدًا له الآن. لذا مرة أخرى، في وقت سابق من مسيرتي المهنية، اعتقدت، كما تعلمون، أن الدماغ، بالطبع، هو كيان حسابي جماعي رائع، وهو أحد أجمل الأمثلة، كما تعلمون. كيف يتخذ الدماغ القرارات؟ وهي عبارة عن مجموعة من الخلايا العصبية، وبالطبع لدينا أسراب النمل، أو أسراب الجراد، أو أسراب الطيور، أو أسراب الأسماك، كل هذه المكونات المختلفة تتفاعل معًا. إذًا، هل هناك شيء يربط هذه الأنظمة المختلفة بعمق أم لا؟ وما يبهرني في هذه اللحظة هو اتخاذ القرار الجماعي، وخاصة اتخاذ القرار الجماعي في الفضاء.

إذًا، كيف يمثل الدماغ الزمكان؟ وكيف يهم ذلك من حيث القرارات؟ وما علاقة ذلك بالسلوك الجماعي للحيوانات؟ ما أدركته منذ حوالي خمس سنوات، هو أنني أعتقد أن هناك تشابهًا رياضيًا عميقًا، وأعتقد أن هناك مبادئ هندسية عميقة، حول كيفية تمثيل الدماغ للمكان والزمان أيضًا.

وأحد الأشياء الأكثر إثارة هنا هو استخدام الرياضيات مرة أخرى. كما تعلمون، لقد تركت الرياضيات عندما كان عمري 16 عامًا، وقضيت للتو إجازة في معهد إسحاق نيوتن للعلوم الرياضية في جامعة كامبريدج كزميل متميز. ومع ذلك، لا أستطيع حل المعادلة، هل تعلم؟

أنا كذلك، لكني أحب حقيقة أنني أستطيع العمل مع علماء رياضيات رائعين. ومن خلال العمل مع علماء الفيزياء والرياضيات وعلماء الأحياء، ومن خلال إجراء تجارب على الحيوانات في الواقع الافتراضي - قمنا ببناء مجموعة من التقنيات هنا. لذلك لا يمكننا وضع سماعة رأس مثل Meta Quest 3 على سمكة يقل طولها عن سنتيمتر واحد. ولكن يمكننا إنشاء بيئات افتراضية وغامرة ومجسمة، حتى نتمكن من التحكم الكامل في الإدخال. يمكننا التحكم بشكل كامل في العلاقات السببية.

إذا، كما تعلم، أنا أؤثر عليك وأنت تؤثر علي، ثم هناك شخص ثالث، فهل يؤثر علي بشكل مباشر أم من خلالك؟ او كلاهما؟ أو فرد رابع أو خامس؟ وفي بيئات الواقع الافتراضي لدينا، يمكننا وضع هؤلاء الأفراد في ما نسميه الماتريكس، كما في الفيلم، حيث يكون كل فرد في عالمه المجسم الخاص به ويتفاعل في الوقت الفعلي مع الصور المجسمة لأفراد آخرين.

لكن في هذا العالم، يمكننا أن نتلاعب بقواعد الفيزياء. يمكننا أن نتلاعب بقواعد المكان والزمان لنفهم بشكل أفضل، كيف يدمج الدماغ هذه القواعد؟

ولذا، فإن هذا يذهلني حقًا لأننا نستطيع أن نبين أن الدماغ لا يمثل الفضاء بطريقة إقليدية. إنه يمثل الفضاء في نظام إحداثيات غير إقليدي. ويمكننا بعد ذلك أن نوضح رياضيًا سبب أهمية هذا الأمر، وهو أنه عندما تبدأ في التعامل مع ثلاثة خيارات أو أكثر، فإن تشويه الزمكان، مما يجعل الفضاء غير إقليدي، يمكن أن يقلل بشكل كبير من تعقيد العالم إلى سلسلة من التشعبات. وبالقرب من كل تشعب، فإنه يضخم الاختلافات بين الخيارات المتبقية. إذن هناك هذا الهيكل الداخلي الجميل.

وهكذا، نعتقد أن لدينا هذه النظرية العالمية حول كيفية اتخاذ الدماغ للقرارات المكانية التي لم يكن بإمكاننا اتخاذها دون النظر إلى مجموعة من الكائنات الحية مثل الأسماك والجراد والذباب داخل هذه الأنواع من بيئات الواقع الافتراضي، وهكذا ما أنا متحمس للغاية.

[مسرحيات الموضوع]

ستروجاتز: حسنًا، لا أستطيع الإنتظار لسماع كل هذا بينما تعملين على حله. أستطيع أن أستمر معك طوال اليوم، ولكن أعتقد أن الوقت قد حان لأقول شكرا لك. لقد تحدثنا مع عالم البيئة التطورية إيان كوزين حول التجمع والاحتشاد والتعليم وجميع أنواع السلوك الجماعي. إيان، لقد كان من دواعي سروري التعرف على ما تنوي فعله وعجائب الطبيعة التي ساعدت في كشفها لنا جميعًا. شكرا جزيلا.

كوزين: لقد كانت من دواعي سروري. شكرا ستيف.

[يستمر الموضوع في اللعب]

ستروجاتز: شكرا على الإنصات. إذا كنت تستمتع بـ "The Joy of Why" ولم تكن مشتركًا بالفعل، فاضغط على زر الاشتراك أو المتابعة حيث تستمع. يمكنك أيضًا ترك تعليق للعرض. يساعد الأشخاص في العثور على هذا البودكاست.

"فرحة لماذا" هو بودكاست من مجلة كوانتا، وهي مطبوعة مستقلة تحريريا بدعم من مؤسسة سايمونز. ليس لقرارات التمويل التي تتخذها مؤسسة سيمونز أي تأثير على اختيار المواضيع أو الضيوف أو القرارات التحريرية الأخرى في هذا البودكاست أو في مجلة كوانتا.

"فرحة لماذا" من إنتاج إنتاج بي آر إكس. فريق الإنتاج هو كيتلين فولدز، وليفيا بروك، وجنيفيف سبونسلر، وميريت جاكوب. المنتج التنفيذي لشركة PRX Productions هو جوسلين غونزاليس. قدم مورغان تشيرش وإدوين أوتشوا مساعدة إضافية.

من مجلة كوانتاوقدم جون ريني وتوماس لين التوجيه التحريري، بدعم من مات كارلستروم، وصامويل فيلاسكو، ونونا غريفين، وأرلين سانتانا، وماديسون غولدبرغ.

الموسيقى المميزة لدينا هي من APM Music. جاء جوليان لين باسم البودكاست. الحلقة من تصميم بيتر غرينوود وشعارنا من تصميم جاكي كينج وكريستينا أرميتاج. شكر خاص لمدرسة كولومبيا للصحافة وبيرت أودوم ريد في استوديوهات كورنيل للبث.

أنا مضيفك، ستيف ستروجاتز. إذا كان لديك أي أسئلة أو تعليقات بالنسبة لنا، يرجى مراسلتنا عبر البريد الإلكتروني على [البريد الإلكتروني محمي]. شكرا على الإنصات.