Van chaos naar samenhang

De tweede wet van de thermodynamica vertelt ons dat alles in het universum neigt naar wanorde, en in complexe systemen is chaos de norm. Je zou dus verwachten dat het universum rommelig is. En toch kunnen we spontane ordening waarnemen, de synchronisatie van metronomen, de perfect getimede banen van manen, de gelijktijdige flitsen van vuurvliegjes en zelfs het regelmatige kloppen van je hart.

Hoe worden deze dingen geordend, ondanks de neiging van de natuur tot wanorde?

---

Synchronisatie van metronomen
De metronomen zijn in eerste instantie niet synchroon. Wanneer er lege blikjes onder worden geplaatst, begint de magie. Het hele bord is nu vrij om zijwaarts te bewegen en de metronomen beginnen elkaar te beïnvloeden om ze te synchroniseren. En dan laten we het gaan.

---

Dit werkt ongeacht het aantal metronomen dat je hebt. Het platform gaat gewoon de kant op die de meerderheid van de metronomen opdringt.

Ik denk er graag visueel over na door te denken aan mensen die rondrennen op een baan. Stel je voor dat je met een vriend rent en misschien is je vriend sneller dan jij.

Je vriend zegt, weet je, kom op, ga ervoor, haast je, want je treuzelt, je bent langzaam, je raakt achterop. Dus als je genoeg doorzettingsvermogen hebt en je probeert hard genoeg, en als de vriend sympathiek genoeg is om langzamer te gaan, dan is de koppeling tussen jullie sterk genoeg om dat inherente verschil in jullie natuurlijke loopsnelheid te overwinnen.

Maar als je geen goede vrienden bent, of als je het niet volhoudt om sneller te gaan, dan zal de band niet sterk genoeg zijn om dat verschil te overbruggen en zal de een de ander gaan inhalen.

---

De vuurvliegjes van Zuidoost-Azië zijn blijkbaar goede vrienden, want ze synchroniseren hun flitsen. Hoewel ze allemaal hun eigen specifieke frequentie hebben waarop ze graag flitsen, koppelen ze elkaar zo sterk dat honderden, zelfs duizenden tegelijk kunnen flitsen in dezelfde fractie van een seconde.

Nikki Case heeft hier een geweldige simulatie van. Je begint met individuele vuurvliegjes die gewoon hun ding doen, en dan kun je de interactie tussen hen aanzetten. In het Koromoto-model zou dit betekenen dat elke vuurvlieg effect heeft op elke andere. Maar in deze simulatie wordt een vuurvlieg alleen beïnvloed door zijn buren. Als hij een flits in de buurt ziet, duwt hij zijn interne klok een beetje vooruit, zodat hij eerder flitst dan anders het geval zou zijn geweest. Wat hier opmerkelijk aan is, is dat hoewel de interacties klein en dichtbij zijn, je na verloop van tijd golven door alle vuurvliegjes heen kunt zien reizen, en uiteindelijk flitsen ze allemaal tegelijk.

---

Zoals je misschien zou denken als je de koppeling vergroot, krijg je geleidelijk een systeem dat steeds meer gesynchroniseerd is. Dat is niet wat er gebeurt. Het is een beetje zoals water niet geleidelijk bevriest als je de temperatuur verlaagt, het is water, water, water als je de temperatuur verlaagt en dan bij een kritische temperatuur, de moleculen beginnen plotseling van toestand te veranderen en worden vast in plaats van vloeibaar en, en dit is een soort tijd in plaats van ruimteversie van hetzelfde.

Ze vergrendelen hun fasen in de tijd zodra je een kritisch niveau van koppeling passeert. Op dat punt is de kristallisatie in de tijd het fenomeen dat we synchronisatie noemen.