Innovatie-Management - Deel 10 : tijd en lengteschalen, emergentie en reductionisme

Lengte en tijdschalen
Tijdens mijn studie chemische technologie, heb ik geleerd om vooral te kijken naar de specifieke tijd en lengteschalen van een fenomeen of proces. Snelheid en afstanden zijn altijd relatief. In mijn vak komen (bio-)chemische reactie(s) en fysische transportverschijnselen (warmte transport, massa transport) samen. Daarom ben ik zo gegrepen door de Kondratiev-cycles, het is gewoon een manier van kijken die ik aangeleerd heb gekregen tijdens mijn studie in Delft.



Ontwerp van chemische fabrieken, het beschrijven van het weer, maar ook het branden van een kaars, zijn allemaal te beschrijven op basis van snelheden. Vaak valt een bepaald fenomeen te verwaarlozen t.o.v. een ander fenomeen. De meest lastige fysische chemische fenomenen zijn de zg. turbulent reagerende stromen (= brand of explosie) en als deze zelfs in meerdere fysische fases voorkomen dan wordt het helemaal lastig. De belangrijkste dimensieloze kentallen zijn de zg kolomgorov schalen, Damköhler, Karlovitz en het Reynoldsgetal. Een grafische weergave is het zg Borghi diagram (rechtstreeks gehaald uit mijn afstudeerverslag). Deze processen kunnen zelfs met de snelste computers lastig worden doorgerekend in CFD-simulaties.



Emergentie en reductionisme
In de beta-wetenschappen -en met name de fysische kant- wordt derhalve gekeken naar de elementaire bouwstenen, deze manier van onderzoek wordt reductionisme genoemd. De gedachte is dat als je alles weet, ook 'grotere' processen begrijpt. Charles Darwin die wilden achterhalen hoe de natuur werkt, Albert Einstein die wilde weten hoe de natuur in elkaar zit. Einstein is een typisch voorbeeld van een fysicus die op een reductionistische benadering onderzoek uitvoerde. Als we begrijpen hoe de kleine deeltjes werken, zullen we op termijn alles begrijpen.

Emergentie geeft echter aan dat het geheel veel meer is dan de som der dingen. Op hogere niveau's kunnen nieuwe verschijnselen optreden. Deze verschijnselen worden emergente verschijnselen genoemd. De biologie kan niet worden verklaard door puur inzicht van de onderliggende moleculen of DNA-structuren. Ook fyische verschijnselen kunnen soms emergent zijn. Turbulente stromingen bijvoorbeeld kunnen niet verklaard en/of voorspeld worden op basis van het gewone gedrag van atomen. Chaos theorieën worden overigens ook in de fysische transportverschijnselen gehanteerd.

Waarom is dit belangrijk om te weten belangrijk?
1- de wereld is een complex emergent verschijnsel. het is niet mogelijk om vanuit elementaire fysica alle chemische aspecten en fenomenen op het grotere geheel te voorspellen. Nezomin als dat het mogelijk is om puur op chemie (moleculen) alle biologische fenomenen te voorspellen. En natuurlijk geldt dit ook voor onze economen (b.v. werkzaam bij CPB) die onze economie op basis van klassieke economische prinicpes proberen te voorspellen.
2- multidisipliair en vooral intra-disiplinair werken is belangrijk; en ik denk zelfs belangrijker dan ooit. Daarnaast het het belangrijk om altijd oog te hebben voor een tijd/lengteschaal kleiner en een tijd/lengteschaal groter van het fenomeen dat je bestudeerd. Denk in dit kader ook nog eens aan Schumpeter. De filosoof Francis Bacon schreef dat de wereld beter wordt als we ons meer van de wetenschap bedienen. En onderzoek dat de wetenschap bedient is niet minder interessant. Ook daarin kan je ongehoord creatief zijn.
3- be humble. Alle wetenschappen zijn even belangrijk, er is niet ziets als een 'wetenschap' die het belangrijkste is. Vooral beta-wetescnhappers -en nog specifieker chemici, fysici en biologen- hebben nog wel eens de neiging om sterk reductionistisch te denken (ikzelf ook :-)), al kunnen ICT-ers er ook wel wat van.

Reductionisme in de gamma-wetenschappen is aanwezig als methodologisch principe. Als een manier om bijvoorbeeld in de vorm van modellen of if-then grip te krijgen op de complexiteit van sociale verschijnselen. Emergent is bij uitstek het gedrag van mensen. De gamma-wetenschap proberen dat gedrag en de gevolgen daarvan te beschrijven, te interpreteren, te verklaren en te ordenen in patronen en modellen. Voor de liefhebbers: vanaf vandaag start de Volkskrant met de Gammacanon.

Ten slotte nog een klein plaatje. Onderstaand plaatje geeft een overzicht waarbij op basis van de lengteschalen fysische, chemische, biologische en sociale systemen fenomenen zijn weergegeven. De bijbehorende disciplines staan op de rechterkant. Be humble!



aanvulling 3 januari 2010
David Gross -Nobelprijswinnaar in 2004, hij lijkt een reductionst te zijn- heeft een lezing gegeven met de titel future of physics. De lezing is gehouden i.v.m. de 60 jarige verjaardag van de staat Israel, dus kijk wel even 'door' de politieke uitspraken heen (vooral in de eerste paar minuten). Gross geeft in 10 minuten aan wat de natuurkundigen in de laatste 100 jaar hebben geleerd :
- Ons heelal is 13,7 miljard jaar oud. (1% nauwkeurig)
- We kennen de fundamentele deeltjes (quarks, elektronen)
- We kunnen tot op het niveau van atomen, atomen manipuleren.

Daarna komen een paar heel mooie uitspraken, die mij wel aanspreken :
"The most important product of knowledge is ignorance, but informed ignorance (intelligent ignorance), ignorance that produces new questions."
"You have to know a lot, to be able to ask to good questions."
"The more we understand, the more questions we realize are yet to be understood."

Kortom hij is in dat opzicht best nederig :-)

Davis Gross gaat na 10 minuten in op de 25 grootste natuurkundige onderzoeksvragen in de volgende jaren. Best interessant.



Jean-Marie Lehn een chemicus en ook Nobelprijswinnaar, geeft in navolging van Gross een lezing over de geschiedens v.d. chemie. Voor mij als scheikundig technoloog erg interessant, maar ik denk voor een ieder die wat wil weten over (bio)chemie ook. Ook Lehn is een voorbeeld van een nederige reductionist.



Dan de lezing van Prof. Günter Blobel. Hij vertelt over evolutie en het ontstaan van levende wezens. Ook Blobel is overigens een Nobelprijswinnaar (en natuurlijk een nederige reductionist :-) )



Ten slotte de lezing van Prof Robert Aumann. Hij begint zijn lezing met de opmerking dat er geen onderscheid is tussen fundamenteel onderzoek en toegepast onderzoek. "Science is Science". Aumann is ook Nobelprijswinnaar en heeft zijn sporen verdient in spel-theorien (gaming theory is ook bekend van John Forbes Nash, zijn leven is verfilmd: A Beautiful Mind).



Aanvulling 7 december 2009
In een later item ga ik meer in op het begrip "kennis" (en informatie, creativiteit en vaardigheden). Voor nu alvast een stukje uit een linkedin discussie:

Frank
Natuurlijk heeft Harold gelijk: kennis zit alleen in (de hoofden van) mensen! Alles daar buiten is op zijn best informatie. Informatie ontstaat uit data en gegevens. In de volgorde data – > gegevens –> informatie is sprake van een waardehiërarchie: data is een getal (bijv. 25), gegevens is een getal met een dimensie (bijv. 25 graden C), informatie is gegevens waaraan betekenis is toegekend (bijv. 25 graden C: het is warm). Dat laatste kan subjectief zijn. Iemand creeert kennis op het moment dat hij zijn ervaring en zijn vaardigheden in een bepaalde situatie aanwendt om iets te gaan doen met informatie. Daarom is kennis altijd nieuw en contextueel bepaald.

Op het moment dat kennis wordt vastgelegd (bevroren), wordt het informatie. Oude of verouderde kennis is eigenlijk onbruikbare informatie. Kennis is het vermogen om creatieve dingen te doen met informatie. Daarvoor heb je ervaring en vaardigheden nodig en de wil om in een bepaalde situatie iets met informatie te doen. Ervaring, vaardigheden, wil, houding en gedrag zijn de motor, informatie de brandstof en de omgeving de ontsteking. Je hebt ze allemaal nodig.


Stephan
Even ook op deze discussie thread: kennis zit in mensen, maar niet alleen in hoofden! We hebben het over meer doen, maar blijven veelal in onze hoofden zitten. De hersenen werken als een correlator van impulsen uit al je lichaamsonderdelen, waarnemen doe je met je hele lichaam.

Om die reden is het dus ook belangrijk als kenniswerker om je denkbeelden op fysieke activiteiten in praktijk te projecteren om de informatie die je opslaat in inzicht te vertalen: http://en.wikipedia.org/wiki/Embodied_cognition

Denken en doen zijn niet gescheiden, we staren ons blind op onze hersenen.
Omdat ik persoonlijk geloof dat musiceren een goed middel is om denkbeelden te toetsen ben ik gaan drummen.


Harold van Garderen
Frank en Stephan, Bijzonder bedankt, jullie vullen elkaar prachtig aan. Frank zegt data-->gegevens-->informatie en dan houdt het op. Kennis is geen hogere vorm van informatie. Eens!

Kennis is inderdaad contextueel en wordt iedere keer (mijn toevoeging: DOOR GEBRUIK) opnieuw gemaakt. Daar zit de mooie linkt met Stephan die terecht zegt dat DOEN ook een vorm van kennis is. Als je iets kunt zonder er bij na te denken is dat ook kennis (mijn vertaling).


Interessant is wellicht hierbij het werk van dr. Candace Pert die stelt dat het overgrote deel (80,90%) van de kennis en het denkwerk in het lichaam buiten de hersenen gebeurd. Nog een paar denkbeelden van haar:

- Omdat het lichaam ook "denkt" is het lichaam (-hersenen) de plek waar het onderbewuste huist.
- Veel van het denkwerk in het lichaam vind zelfs niet plaats in het zenuwstelsel maar erbuiten. Zo schrijft zij bijv. over molecules of emotion die buiten het zenuwstelsel emoties veroorzaken (ook een vorm van denken).
- Ook veel van de werkwijze van de hersenen zit 'm niet in verborgen in de zenuwstructuren en andere hersenorganisaties, maar in de chemie eromheen.

Zo kwam ik ook op de aanleiding om deze vraag te stellen: zit er niet meer kennis in het doen dan in het denken? Nu gaat het me niet speciaal om meer of minder, maar om het bereiken van maar balans in de aandacht voor deze twee vormen van kennis. Vandaar ook dat ik pleit voor verplicht meeDOEN voor onderzoekers aan kennisinstellingen. En als meedrummen in het buurthuis in een achterstandswijk daarbij helpt (en dat denk ik wel), dan zou ik zeggen DOEN!


Frank
Juist ja, "als je iets kunt zonder er bij na te denken is dat ook kennis"; kunnen is vaardigheid, is tot op zekere hoogte te leren/te ontwikkelen. Ervaring gaat nog verder; ervaring "is"; is niet leerbaar, maar ontstaat als vanzelf. Ik kan wel een training vaardigheden volgen, maar geen training ervaring. Ervaring stijgt boven kennis uit, is onzegbaar, is persoonlijke/ persoonsgebonden wijsheid die maakt dat iemand kan excelleren, een meester kan worden. De meester weet niet waarom hij iets kan, hoe hij iets doet; hij denkt daar niet bij na; het is niet cognitieve kennis die hem zet tot handelen, doen.

Je kunt doen zien als een vorm van kennis, maar je kunt ook zeggen dat doen een uiting is, een resultante van de interactie tussen informatie, ervaring, vaardigheid en de wil van iemand zijn ervaring en vaardigheid wel, gedeeltelijk of tot het uiterste in te zetten. Zo bezien zit er in doen niet meer kennis dan in denken. Doen is kennis in actie. De kwaliteit van de kennis die ontstaat, het doen dat zichtbaar wordt, wordt dus niet alleen bepaald door de kwaliteit van de beschikbare informatie, maar ook door die andere factoren. Daarin maakt juist de superieure, on(be)noembare en niet of moeilijk overdraagbare, persoonsgebonden ervaring, het verschil tussen gewoon en excellent. Kennis is hard én zacht. Kennis is fysisch én metafysisch.
Informatie, ervaring, vaardigheid, wil (attitude; houding en gedrag) en de uitkomst van de interactie ertussen, kunnen we wat mij betreft allemaal kennis noemen. Maar velen zullen dat niet zo zien. Kennis is toch meestal vooral hard: “het vak”. Jammer!

Het werk van dr. Candace Pert waar Harold naar verwijst doet me denken aan het boek Het Veld (The Field) van de wetenschapsjournaliste Lynne McTaggart. Als ik me goed herinner staat daar zoveel in als dat denk- en bewustzijnsprocessen in feite niet in de hersenen plaatsvinden, maar de uitkomst ervan wel door de hersenen in het lichaam zichtbaar worden.
Een soort loket of doorgeefluik. Mc Taggart citeert daarin het boek Molecules of Emotion van Pert.

Jean-Paul
Kennis is een momentopname in een snel veranderende omgeving. Daarom voedt kennis de wens om meer te leren. Het is niet statisch want als het op die manier opgevat zou worden dan zou er een machtspositie aan ontleend kunnen worden (ik weet meer dan jij). Kennis is daarom de ultieme bron van menselijke onzekerheid en nederigheid.

Onze maatschappij is opgebouwd vanuit onze beperkingen op kennisniveau en naar mate we leren veranderen wij ook onze maatschappij. Tot recent waren we blij veel te weten over deeltjes. Nu (anno 2010) zijn we voor het eerst in staat om het geheel te gaan overzien, althans dat voorzichtig te proberen. En dan beseffen wij dat wij op dat gebeid eigenlijk nog in embrionale status verkeren met een bewustzijn dat langzaam geboren wordt.

De enige kennis die we hier hebben is dat nog verschrikklijk veel moeten leren.

Populaire berichten van deze blog

Een toekomstvoorspelling: gratis elektriciteit in 2020 voor alle huishoudens in Nederland.

Voldoende beschikbaar en super lage prijzen zijn immers goed voor jou en mij ... ...

Tinkebell - SAVE OUR CHILDREN : De (ruw)fosfaat case is helemaal te vergelijken met de aardolie(case). Laten we daar dus nu alvast van gaan leren!