Хаос до узгодженості
Другий закон термодинаміки говорить нам, що все у Всесвіті прагне до безладу, а в складних системах хаос є нормою. Тож ви, природно, очікуєте, що Всесвіт буде безладним. І все-таки ми можемо спостерігати випадки спонтанного порядку, синхронізацію метрономів, орбіти місяців, які точно синхронізуються, одночасні спалахи світлячків і навіть регулярне биття вашого серця.
Що впорядковує ці речі, незважаючи на схильність природи до безладу?
---
Синхронізація метрономів
Спочатку метрономи не синхронізовані. Коли під них ставлять порожні банки, починається магія. Тепер уся дошка може вільно рухатися збоку в бік, а метрономи починають впливати один на одного для синхронізації. А потім ми відпустили це.
---
Це працює незалежно від кількості ваших метрономів. Платформа просто працює незалежно від того, як її просуває більшість метрономів.
Мені подобається думати про це насправді візуально, думаючи про людей, які бігають навколо траси. Припустімо, що ви біжите зі своїм другом і, можливо, ваш друг швидший за вас.
Твій друг каже, ти знаєш, давай, рухайся, поспішай, тому що ти зволікаєш, ти повільний, ти відстаєш. Отже, якщо у вас достатньо сили духу, ви достатньо стараєтеся, і якщо друг достатньо співчуває, щоб уповільнити темп, тоді зв’язок між вами достатньо сильний, щоб подолати притаманну різницю у вашій природній швидкості бігу.
Але якщо ви не дуже добрі друзі, або ви знаєте, якщо ви не можете повністю сприйняти це, щоб рухатися швидше, тоді зв’язок буде недостатньо сильним, щоб подолати цю різницю, і одна людина почне притискати іншу.
---
Світлячки Південно-Східної Азії, очевидно, досить хороші друзі, оскільки вони синхронізують свої спалахи. Незважаючи на те, що кожна з них має свою особливу частоту, з якою вона любить спалахувати, вони з’єднуються один з одним досить сильно, щоб сотні, навіть тисячі могли спалахувати разом за ту саму частку секунди.
Існує чудова симуляція цього від Ніккі Кейс. Ви починаєте з окремих світлячків, які просто роблять свою справу, а потім ви можете ввімкнути взаємодію між ними. У моделі Коромото це означає, що кожен світлячок впливає на кожного іншого. Але в цій симуляції на світлячка впливають лише його сусіди. Якщо він бачить спалах поблизу, він переміщує свій внутрішній годинник трохи вперед, тому він спалахне раніше, ніж інакше. Що дивовижно в цьому, те, що, незважаючи на те, що взаємодії невеликі та близькі, з часом ви можете побачити хвилі, що проходять через усіх світлячків, і зрештою вони всі блимають одночасно.
---
Як ви могли б подумати, якщо ви збільшите зв’язок, ви просто начебто поступово отримаєте систему все більше і більше синхронізованою. Так не буває. Це схоже на те, як вода поступово не замерзає, коли ви знижуєте температуру, це вода, вода, вода, коли ви знижуєте температуру, а потім при критичній температурі молекули раптово починають змінювати свій стан і стають твердими, а не рідкими, і це свого роду часова, а не космічна версія того самого.
Вони ніби блокують свої фази в часі, коли ви проходите критичний рівень зв’язку, і в цей момент кристалізація в часі є явищем, яке ми називаємо синхронізацією.