Kaos til sammenheng
Termodynamikkens andre lov forteller oss at alt i universet har en tendens til uorden, og i komplekse systemer er kaos normen. Så du forventer naturligvis at universet er rotete. Og likevel kan vi observere anledninger med spontan orden, synkronisering av metronomer, perfekt timede baner til måner, samtidige blink fra ildfluer, og til og med regelmessig hjerteslag.
Hva setter disse tingene i orden til tross for naturens tendens til uorden?
---
Synkronisering av metronomer
Metronomene er ikke synkronisert i utgangspunktet. Når tomme bokser er plassert under, starter magien. Hele brettet er nå fritt til å bevege seg fra side til side, og metronomene begynner å påvirke hverandre til synkronisering. Og så slapp vi det.
---
Dette fungerer uavhengig av antall metronomer du har. Plattformen går uansett hvilken vei de fleste metronomer skyver den.
Jeg liker å tenke på det faktisk visuelt ved å tenke på folk som løper rundt en bane. Som anta at du løper med vennen din og kanskje vennen din er raskere enn deg.
Vennen din sier, du vet, kom igjen, flytt på den, skynd deg, for du tusler, du er treg, du faller bak. Så hvis du har nok styrke og du prøver hardt nok, og hvis vennen er sympatisk nok til å bremse ned, så er koblingen mellom dere sterk nok til å overvinne den iboende forskjellen i dine naturlige løpehastigheter.
Men hvis du ikke er veldig gode venner, eller du vet, hvis du ikke helt kan suge det opp for å bevege deg raskere, så vil ikke koblingen være sterk nok til å overvinne den forskjellen, og en person vil begynne å lamme den andre.
---
Ildfluene i Sørøst-Asia er tilsynelatende gode nok venner fordi de synkroniserer blitsene sine. Selv om hver enkelt har sin egen spesielle frekvens som den liker å blinke med, kobler de seg sterkt nok til hverandre slik at hundrevis, ja til og med tusenvis, kan blinke sammen i samme delt sekund.
Det er en flott simulering av dette av Nikki Case. Du starter med individuelle ildfluer som bare gjør sitt, og så kan du slå på samspillet mellom dem. Nå, i Koromoto-modellen, ville dette bety at hver ildflue har en effekt på hver annen. Men i denne simuleringen blir en ildflue bare påvirket av naboene. Hvis den ser et blits i nærheten, skyver den den interne klokken litt fremover, så den vil blinke raskere enn den ellers ville ha gjort. Nå, det som er bemerkelsesverdig med dette, er at selv om interaksjonene er små og på nært hold, kan du over tid se bølger reise gjennom alle ildfluene, og til slutt blinker de alle samtidig.
---
Som du kanskje tror hvis du øker koblingen, får du bare gradvis et system mer og mer synkronisert. Det er ikke det som skjer. Det er på en måte som at vannet ikke fryser gradvis når du senker temperaturen, det er vann, vann, vann mens du senker temperaturen og så ved en kritisk temperatur, begynner molekylene plutselig å endre tilstand og blir faste i stedet for flytende, og dette er en slags tid i stedet for romversjon av det samme.
De låser liksom fasene deres i tid når du passerer et kritisk koblingsnivå, og på det tidspunktet er typen krystallisering i tid det fenomenet vi kaller synkronisering.