פנחס יחזקאלי: סטיבן סטרוגטס ומדע הסנכרון

מדע הסנכרון

[התמונה היא צילום מסך]

[לאוסף המאמרים על 'סנכרון', לחצו כאן]

ניצב משנה בגמלאות, ד"ר פנחס יחזקאלי הוא שותף בחברת 'ייצור ידע' ואיש אקדמיה. שימש בעבר כראש המרכז למחקר אסטרטגי ולמדניות של צה"ל. הוא העורך הראשי של אתר זה.

*  *  *

את הפוסט הזה אני מעלה בזכות חברי, אלי כהן, שהפנה אותי להרצאה הזו ב"טד". לצערי, לא הצלחתי להעלות אותה עם התרגום העברי לכאן, אבל לחיצה כאן תביא אתכם לאתר ההרצאה. אחרי שלוחצים להתחלת ההרצאה, ניתן להתאים תרגום עברי וגם את תמליל ההרצאה בעברית.

סטיבן סטרוגטס מתחיל את ההרצאה בקשר שבין סינכרון לאושר (0:12): אנשים נהנים מסינכרון. הם אוהבים לרקוד ביחד, לשיר ביחד... הוא מבצע ניסוי עם הקהל באולם ומבקש מהם למחוא כפיים. לאחר מכן הוא מראה להם שמחיאות הכפיים שלהם היו רועשים, לא מאורגנים ובלתי מתואמים. הוא מבקש מהם הפעם למחוא כפיים ולהקפיד על הרמוניה. 

[להרצאה של סטיבן סטרוגטס ב- TED על מדע הסנכרון, לחצו כאן]

מה איפשר להם להסתנכרן? מהן הדרישות המינימליות בשביל ליצור סינכרון ספונטני (1:23)? סינכרון הוא אולי אחד מהדחפים הכי נפוצים בטבע, אם לא הנפוץ מכולם. הוא משתרע מהרמה התת-אטומית ועד למימדים הגדולים ביותר של היקום. זוהי הנטייה לסדר בטבע, הטבועה בו עמוק והמנוגדת למה שלימדו אותנו על אנטרופיה. כלומר, אני לא מתכוון שחוק האנטרופיה הוא לא נכון. אבל קיים כוח מנוגד ביקום, שמאזן -- וזו הנטיה אל עבר סדר ספונטני (התארגנות עצמית). זה המוטיב המרכזי של ההרצאה.

דוגמה נהדרת של סנכרון בטבע היא ציפורים המתקבצות ביחד, או דגים השוחים בנחילי-דגים מאורגנים (2:41). אלה לא יצורים נבונים במיוחד, אבל בכל זאת, כפי שניתן לראות, הם מציגים תנועות יפייפיות. סטרוגטס מציג וידאו הלקוח מתוכנית של BBC הנקראת "טורפים", ומה שרואים כאן הן דוגמאות של סנכרון הקשורות בהגנה. כאשר אתה קטן ופגיע, כמו הזרזירים בשמים, או כמו הדגים במים, זה עוזר ללהקה להימנע מהיתקלות בטורפים ולבלבל אותם. במשך תקופה ארוכה, הביולוגים השתוממו על התנהגות זו, והתפלאו כיצד זה אפשרי. אנו רגילים לכוריאוגרפיה המולידה סינכרון. אבל ליצורים הללו אין הדרכה כוריאוגרפית. הם עושים כוריאוגרפיה לעצמם.

רק לאחרונה המדע מתחיל להבין כיצד זה עובד. סטרוגטס מציג מודל ממוחשב שנעשה על-ידי איאן קוזאן, חוקר מאוקספורד,המתאר כיצד פועלים נחילי יצורים. ישנם רק שלושה חוקים פשוטים (4:02):

  • הראשון, כל פרט בודד מודע רק לשכניו הקרובים ביותר.
  • השני, לכל פרט יש נטיה להסתדר בשורה.
  • והשלישי, הם כולם נמשכים זה לזה, אבל הם מקפידים לשמור על מרחק קטן.

כאשר מחילים את שלושת החוקים הנ"ל, אוטומטית מתחילים לראות נחילים הנראים דומים מאוד ללהקות דגים או ציפורים. דגים אוהבים להיות קרובים זה לזה, בערך במרחק של אורך גופם. ציפורים מנסות להישאר במרחק שהוא 4-3 פעמים אורך גופן. אבל מלבד הבדלים הללו, החוקים זהים עבור שניהם.

כל זה משתנה כאשר טורף נכנס לתמונה (4:57). אז מתקיים חוק רביעי: כאשר טורף מגיע, הסתלק מדרכו. במודל מוצג טורף שתוקף. הטרף נע בכיוונים אקראיים, ואז חוק המשיכה מחזירם שוב להיות ביחד, כך שיש התפצלות והתלכדות קבועים. ורואים זאת בטבע. יש לזכור שאף על-פי שנראה כאילו כל פרט פועל על-מנת לשתף פעולה, מה שבאמת מתרחש הוא מין התנהגות דארווינית אנוכית. כל אחד נע עצמאית באופן אקראי כדי לנסות ולהציל את קשקשיו או נוצותיו. דהיינו, מתוך הרצון לשמור על עצמו, כל יצור מציית לחוקים הללו, וזה מוביל למשהו שהוא בטוח עבור כולם ביחד. גם אם זה נראה כאילו שהם חושבים יחד בתור קבוצה, הם לא. אתם אולי שואלים את עצמכם מהו בדיוק היתרון בלהיות בלהקה. אז אתם יכולים לחשוב על כמה כאלה (משמע, לקבוצה יש היגיון שונה מהגיונות הפרטים המרכיבים אותה. פ"י).

בלהקה גדולה, הסיכויים להיות ביש-מזל קטנים יותר מאשר בקבוצה קטנה (6:30). ישנן הרבה עיניים התרות אחר סכנה. ניתן לראות זאת בדוגמה עם הזרזירים: כאשר הבז עומד לתקוף אותם, מתפשטים גלים של פניקה ומשגרים מסרים למרחקים ארוכים. מידע יכול להישלח למרחק של חצי קילומטר בזמן מאוד קצר, באמצעות מנגנון זה. ניתן להבחין בגלים המתפשטים בלהקה. זה יפה. אנחנו מבינים משהו ממה שקורה כאן, דרך המודל הממוחשב. אלה רק שלושת החוקים ההם, ועוד אחד, הקשור לזהירות מפני טורפים.

למה זה קורה? לא נראה שיש כאן משהו מיסטי (7:29), אבל אנחנו לא מבינים מה קורה ברמה המתמטית. (סטיבן סטרוגטס הוא מתמטיקאי). היינו רוצים להיות מסוגלים להבין יותר. המודל הממוחשב איננו הבנה. במובן מסוים, הוא רק עוד ניסוי. היינו רוצים לקבל תובנה יותר עמוקה על איך זה עובד, ולהבין בדיוק מהיכן הסדר הזה מגיע. כיצד החוקים מולידים את התבניות הללו?

יש מקרה אחד שהתחלנו להבין טוב יותר, וזה המקרה של גחליליות (7:55). גחליליות בצפון-אמריקה נוטות להיות עצמאיות בפעולתן. הן מתעלמות זו מזו. כל אחת מהן פועלת עצמאית, מדליקה ומכבה, מבלי לשים לב לשכנותיה. אבל בדרום-מזרח אסיה -- במקומות כמו תאילנד, מלזיה, בורנאו -- מתקיימת התנהגות שיתופית נהדרת בין גחליליות זכריות. ניתן לראות זאת בכל לילה לאורך גדות הנהר. העצים, עצי מנגרובה מלאים בגחליליות המתקשרות באמצעות אור. במיוחד, אלה הזכרים אשר מנצנצים ביחד בתזמון מדויק, בסנכרון מושלם, כדי להגביר את המסר לנקבות: "בואי לכאן. תזדווגי איתי".

סטיבן סטרוגטס מראה הילוך איטי של גחלילית אחת כדי לקבל מושג (8:52): זוהי תמונה אחת. ואז נדלק ונכבה -- זה אחד חלקי שלושים השניה. עתה, ניתן להסתכל על כל גדת הנהר ולשים לב, עד כמה מדויק הוא הסנכרון. נדלק, מתחזק, ואז נכבה. האור המאוחד מהחיפושיות הזעירות הללו הוא כה חזק, שדייגים בים יכולים להשתמש בו בתור משואת ניווט כדי למצוא את דרכם לנהר המוצא שלהם. זה מדהים. במשך זמן רב לא האמינו בכך. כאשר הנוסעים הראשונים מהמערב, כמו סר פרנסיס דרייק, הגיעו לתאילנד וחזרו עם סיפורים על מופע הראווה המופלא הזה. אף אחד לא האמין להם. לא רואים דבר כזה באירופה או במערב. במשך זמן רב, אפילו לאחר שהדבר תועד, זה נחשב למין אשליה אופטית. מאמרים מדעיים פורסמו באומרם שזה בגלל עפעפיים רועדות, או, בגלל הנטייה האנושית לראות תבניות היכן שאין כאלו. אבל האמת היא, שהם באמת מסונכרנים היטב.

אין צורך להיות יצור שלם על מנת ליצור סדר ספונטני שכזה (10:04). ניקח לדוגמה את תאי קוצב-הלב שלנו. הם משאירים אותנו בחיים. כל פעימת לב שלנו תלויה באזור קריטי זה, הקשר סינוס-פרוזדור, שיש בו כ-10,000 תאים עצמאיים שכל אחד מהם מאותת, יש לו מקצב חשמלי - מתח עולה ויורד -- כדי לשלוח אות לחדרי-הלב כדי שיפעמו. אבל קוצב-הלב אינו תא בודד. העניין הוא שכל 10,000 התאים צריכים להידלק בו-זמנית כדי שקוצב-הלב יפעל כראוי.

הנטייה לסדר ואחידות אינה תמיד דבר טוב, וסנכרון הוא לעתים מזיק (10:47). אם יש התקף נפילה, זה מקרה שבו מיליארדי תאי מוח, או לפחות מיליונים כאלה, פורקים מטען בתיאום פתולוגי. אופן פעולת הלייזר זה מצב של סנכרון ברמה האטומית. מה שהופך אור לייזר לכל-כך שונה מהאור שמעל לראשנו הוא שהאור הוא בלתי אחיד -- הרבה מיני צבעים ותדירויות, בערך כמו מחיאות הכפיים בהתחלה -- אבל אם מוחאי הכפיים היו לייזר, היו אלו מחיאות כפיים בעלות מקצב. זה היה כאילו כל האטומים פועמים ביחד, ופולטים אור בצבע אחד ותדירות אחת.

גם עצמים דוממים יכולים להסתנכרן (11:33). סטיבן סטרוגטס לוקח שני מטרונומים (מטרונום הוא מכשיר עזר לנגינת יצירות מוזיקליות, המורה על הקצב והמפעם בו יש לנגן את היצירה, וכך יכול לשמור המנגן על מהירות אחידה של הנגינה. המטרונום הוא למעשה מטוטלת המתנודדת סביב ציר קבוע) ומכוון אותם למהירות הגבוהה ביותר. אין שום סיבה שהם יסתנכרנו, והם כנראה לא (12:35). הם היו מסונכרנים לזמן מה ואז התפלגו, כיוון שאינם יכולים לתקשר זה עם זה. אבל מטרונומים יכולים לתקשר באמצעות כוחות מיכניים, וסטיבן סטרוגטס מאפשר להם לעשות זאת. הוא מניח אותם על משטח נייד ומראה שזה עובד (14:01).

לנטייה זו אל עבר סדר ספונטני יש לפעמים תוצאות בלתי צפויות (14:10). זה מה שקרה בלונדון בשנת 2000. גשר המילניום היה אמור להיות גאוותה של לונדון -- גשר יפייפה חדש להולכי-רגל שהוקם וחצה את נהר התמזה, פעם ראשונה מזה יותר מ-100 שנה בלונדון. הייתה תחרות גדולה מי יתכנן את הגשר, ומי שזכה הייתה קבוצה יוצאת-דופן של ארכיטקט, מהגדולים ביותר בבריטניה, לורד נורמן פוסטר -- שעבד עם אמן-פסל, סר אנטוני קארו, וחברת הנדסה, אוו ארופ. ביחד הם השלימו עיצוב, המבוסס על חזונו של לורד פוסטר: כאשר היה ילד הוא קרא ספרי קומיקס של פלאש גורדון, ווכאשר פלאש גורדון הגיע לתהום, הוא ירה משהו שהיום ייחשב לחרב של אור על-פני התהום, יצר להב של אור ורץ על-גבי להב אור זה (15:16). זה החזון שפוסטר רוצה להעניק ללונדון: להב אור על-פני נהר התמזה. זו היתה רצועה מאוד דקה של פלדה -- ככל הנראה הגשר התלוי השטוח ביותר והדק ביותר שקיים, עם כבלים הבולטים מהצדדים. אנו רגילים לגשרים תלויים עם כבלים המידלדלים כלפי מטה. כאן הכבלים היו בצידי הגשר, כאילו לקחו רצועת גומי ומתחו אותה ישר על-פני נהר התמזה -- וזה מה שהחזיק את הגשר. כולם היו מאוד נרגשים לנסות את הגשר. ביום הפתיחה, אלפי תושבי לונדון הגיעו ואז קרה משהו. בתוך יומיים הגשר נסגר לציבור. סטיבן סטרוגטס מראה כמה ראיונות עם אנשים שנכחו על הגשר ביום הפתיחה, אשר יתארו את מה שקרה (16:13): הגשר החל להתנועע מצד לצד ומעט למעלה-למטה, משהו כמו להיות על ספינה. הייתה הרגשה של חוסר יציבות, והייתה גם רוח חזקה. דגלים רבים עלו וירדו בצדדים, כך שניתן לקבוע בוודאות שהיה משהו שהתרחש מצד לצד, ואנשים ניסו לשמור על שווי משקל.

חישבו על האנשים כאילו היו מטרונומים (17:45). אנחנו מתנדנדים קדימה ואחורה בזמן הליכה. כל האנשים שעל הגשר הפגינו מין הליכה מוזרה כזו של החלקה, שהם אימצו לעצמם ברגע שהגשר החל להתנדנד. זו הייתה מין לולאת משוב חיובית לא מתוכננת בין האופן בו האנשים הלכו והאופן בו הגשר החל להתנועע, ושהמהנדסים כלל לא ידעו עליה.

סטיבן סטרוגטס מביא ראיון עם אחד ממהנדסי הגשר (18:57), אשר מספר על הזמן הרב שהושקע בתכנון הגשר, ובכך שהוא תוכנן לעומסים גבוהים בהרבה מהתקנים, כך שקרתה תוצאה בלתי צפויה ובלתי מתוכננת: מאות אנשים -- מתנדנדים מצד לצד ביחד, לא רק האחד עם השני, אלא עם הגשר (19:09). התנועה המסונכרנת נראית כאחת שמניעה את הגשר. אבל כיצד כל הקהל הפך למסונכרן? האם היה שם משהו מיוחד על גשר המילניום שגרם לתופעה זו?

[לאוסף המאמרים על 'סנכרון', לחצו כאן]

One thought on “פנחס יחזקאלי: סטיבן סטרוגטס ומדע הסנכרון

  1. Pingback: סנכרון באתר ייצור ידע - ייצור ידע

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *