டிக் டிக் டிக்... (order out of Chaos)

2013ல் ஜப்பானில் மகாகஸ் குரங்கு ஜோடிகளை வைத்து பொத்தானை அமுக்கும் பரிசோதனையை நடத்தினர். அவற்றிற்கு பொத்தானை அமுத்தும் பயற்சி அளிக்கப்பட்டது. பின் அந்த குரங்கை தனித்தனியாக அந்த பொத்தானை அமுக்க பணிக்கும் போது சீரற்ற முறையில் பொத்தானை அழுத்தின.

 

  

ஆனால் அந்த குரங்குகளை எதிர் எதிராக வைத்து பொத்தான்களை அழுத்த பணிக்கும் போது, ஒரு சீரான இடைவெளி விட்டு ஒழுங்கான அமைப்பில் பொத்தானை அழுத்தின. அந்த ஒழுங்கு முறை அவற்றை அறியாமலேயே நடந்தன. அதன் பெயர் Spontaneous Synchronisation. உயிரினங்களிடம் இவை நிகழ்வதற்கான காரணம் தெரியவில்லை. அந்த ஆய்வறிக்கை தொடங்கும் போது மனிதர்களைக் குறிப்பிட்டு தான் தொடங்குறது. மனிதர்கள் கூட்டமாக இருக்கும் போது அவர்களிடையே ஒருவித சீரான ஒருங்கிணைப்பு தானாகவே தோன்றிவிடும். தன் நண்பர் மேசையை நகர்த்தும் போது யோசிக்காமல் அவர்களுடன் இணைந்து பணியாற்றுவது, ஒருவர் கொட்டாவி விட்டால்

 

 

அது மற்றவர்களுக்கு பரவுவது, ஒருவர் தன் சட்டையை சரி செய்யும் போது மற்றவர்கள் அவர்களை அறியாமல் அதனை பின்பற்றுவது ஆகியன - இந்த spontaneous synchronisation என்ற விளைவால் நிகழும். ஹாவர்ட் நேச்சுரல் சயின்சஸ் லெக்சர் டெமான்ஸ்ட்ரேஷன் ஒரு சில வருடங்களுக்கு முன் ஒரு கட்டுரை வெளியிட்டது.அதில் மனிதர்களின் அன்றாட வாழ்வின் நடைபெறும் விழிப்பு உறக்கம் (circadian rhythms) & உள்ளுறுப்புகளின் செயல்பாடுகள் - இருதயம் & குடல் தசைகளின் செயல்பாடுகள், கணையத்தில் இன்சுலின் சுரப்பு, மாதவிடாய் என்று எல்லாமே இந்த spontaneous synchronisation காரணமாக சரியான முறையில் நடைபெறுகிறதாம்.

  

அது மட்டுமல்ல பறவைகள், மீன்கள், சில பூச்சிகள் ஆகியவை முன்னால் சென்றுகொண்டே சீராக திரும்புவதும் இந்த விளைவு தான் என்று சொல்லப்படுகிறது. அவற்றிற்கிடையே ஆன ஆனால் அவை அறியாமல் ஒத்ததிர்வின் காரணமாக ஒருங்கே பயணிக்கும்.

    

சரி அப்படி என்றால் என்ன? எவ்வாறு அது நிகழ்கிறது என்று பார்ப்போமா? Metronome- என்பது ஒரு சீரான இடைவெளி நேரத்தில் டிக் டிக் என ஒலி எழுப்பும் கருவி. நடனம் ஆடுவோர், இசை பயில்வோர் இதனை உபயோகிப்பார்கள். இதனை வைத்து தான் Spontaneous Synchronisation என்றால் என்ன என்பதை விளக்கப் போகிறேன்.

 

 
அடுத்து வரும் காணொலியில் 2 காலி டின்கள் மீது சிறிய பலகை உள்ளது. அதன் மேல் 5 metronomes சீரான இடைவெளியில் வைக்கப்பட்டுள்ளன. முதலில் தனித்தனியே அவை ஒவ்வொன்றையும் முடுக்கிவிடப்படுகிறன. சிறிது நேரத்திற்குப் பின் அவை எல்லாமே ஒன்றை ஒன்று சார்ந்து தானே ஒத்ததிர்ந்து (spontaneous synchronisation) ஒழுங்கான அமைப்பில் ஒலிக்கின்றன.

 

காரணம், ஒன்றுக்கொன்று தன்னுடைய அதிர்வை உறுதியற்ற தளத்தின் வழியாக கடத்தி மற்ற metronome-களை தடம் புரட்டி ஒத்து அதிர வைக்கிறது (influence). தளம் உறுதியாக இருந்தால் அதிர்வுகள் அடுத்த metronome க்கு அவ்வளவாக கடத்தப்படாது. (இதனை Kuramoto model என்ற கணித மாடல் விளக்குகிறது) மின்னணுவியலில் சில LEDகளையும் மின்தேக்கியையும் (capacitors) வைத்தும் செய்வார்கள். முதலில் LEDs தனித்தனியே மின்னி (asynchronous blink) ஒளிரும். அதில் parallel connectionஆக இணைக்கப்பட்டுள்ள மின்தேக்கியின் வழியாக அந்த ஒழுங்கின்மை சரிசெய்யப்பட்டு சிறிது நேரம் கழத்து எல்லா LEDs ம் ஒரே மாதிரி மின்னும். பல வருடங்களுக்கு முன் அந்த LEDs கொண்ட demo பார்த்தேன். இப்போது circuit நினைவில்லை. Electronics தெரிந்த யாராவது இருந்தால் அந்த circuit diagramஐ இணையுங்களேன்...! 

ஆங்... சென்ற வருடம் நேனோடெக்னாலஜியிலும் MEMS device கொண்டு இந்த spontaneous synchronisationஐ nano அளவில் செய்தார்கள்.