Káosz a koherenciáig
A termodinamika második főtétele azt mondja, hogy az univerzumban minden a rendezetlenség felé hajlik, és az összetett rendszerekben a káosz a norma. Tehát természetesen azt várná, hogy az univerzum rendetlen lesz. És mégis megfigyelhetjük a spontán rend alkalmait, a metronómok szinkronizálását, a holdak tökéletesen időzített keringését, a szentjánosbogarak egyidejű felvillanását, sőt a szíved szabályos dobogását is.
Mi teszi rendbe ezeket a dolgokat a természet rendetlenségre való hajlama ellenére?
---
Metronómok szinkronizálása
A metronómok kezdetben nincsenek szinkronban. Amikor üres dobozokat helyeznek alá, beindul a varázslat. Az egész tábla most szabadon mozoghat egyik oldalról a másikra, és a metronómok elkezdik egymást befolyásolni a szinkronizálásban. És akkor elengedtük.
---
Ez a metronómok számától függetlenül működik. A platform csak arra megy, amerre a metronómok többsége tolja.
Szeretek vizuálisan gondolni rá, olyan emberekre gondolva, akik egy pályán futnak. Tegyük fel, hogy a barátoddal futsz, és talán a barátod gyorsabb nálad.
A barátod azt mondja: tudod, gyere, mozgasd, siess, mert vacakolsz, lassú vagy, lemaradsz. Tehát ha van elég lelkierőd és elég keményen próbálkozol, és ha a barátod elég rokonszenves ahhoz, hogy lelassítson, akkor a köztetek lévő kapcsolat elég erős ahhoz, hogy legyőzze a természetes futási sebességében rejlő különbséget.
De ha nem vagytok túl jó barátok, vagy tudod, ha nem tudod teljesen felszívni, hogy gyorsabban mozgasd magad, akkor a kapcsolat nem lesz elég erős ahhoz, hogy leküzdje ezt a különbséget, és az egyik ember elkezdi csapkodni a másikkal.
---
A délkelet-ázsiai szentjánosbogarak láthatóan elég jó barátok, mert szinkronizálják a vakuikat. Annak ellenére, hogy mindegyiknek megvan a maga sajátos frekvenciája, amelyen szeret villogni, elég erősen kapcsolódnak egymáshoz ahhoz, hogy százak, akár ezrek is felvillanjanak egyazon másodperc töredéke alatt.
Ennek remek szimulációja van Nikki Case-től. Kezdjük azzal, hogy az egyes szentjánosbogarak csak csinálják a dolgukat, majd bekapcsolhatjuk a köztük lévő interakciót. A Koromoto modellben ez azt jelentené, hogy minden szentjánosbogár hatással van a többire. De ebben a szimulációban a szentjánosbogárra csak a szomszédai vannak hatással. Ha villanást lát a közelben, egy kicsit előre tolja a belső óráját, így hamarabb villan, mint egyébként. Ami ebben a figyelemre méltó, az az, hogy annak ellenére, hogy a kölcsönhatások kicsik és közeliek, idővel láthatjuk, hogy a hullámok áthaladnak az összes szentjánosbogaron, és végül mindegyik egyszerre villog.
---
Ahogy azt gondolná, ha növeli a csatolást, fokozatosan egyre jobban szinkronizálja a rendszert. Nem ez történik. Olyan ez, mint ahogy a víz nem fagy meg fokozatosan, ahogy csökkenti a hőmérsékletet, víz, víz, víz, amikor csökkenti a hőmérsékletet, majd egy kritikus hőmérsékleten a molekulák hirtelen elkezdik megváltoztatni állapotukat, és szilárd halmazállapotúakká válnak folyékony helyett, és ez ugyanannak a dolognak egyfajta időbeli, nem pedig térbeli változata.
Valahogy időben lezárják a fázisaikat, amint áthaladunk a kapcsolódás kritikus szintjén, és ezen a ponton az időben történő kristályosodás az a jelenség, amit szinkronizálásnak nevezünk.