Schaal - 'Een belangrijk boek'

In zijn erudiete levenswerk Schaal beschrijft Geoffrey West elementaire natuurwetten die alles om ons heen met elkaar verbinden. Zijn kernargument is dat de basale wiskundige natuurwetten die groei bepalen in de natuurkundige wereld ook van toepassing zijn op biologische, politieke en zakelijke organismen. Hij probeert met zijn boek bij te dragen aan een overkoepelende gedragswetenschap van hoog complexe systemen. Ofwel, zijn er een paar eenvoudige regels waaraan alle organismen gehoorzamen – inclusief complexe systemen, van planten en dieren tot steden en bedrijven?

Een van de sterke eigenschappen van het boek is de interdisciplinaire benadering van West. Als theoretisch fysicus combineert hij begrippen uit de biologie, de sociale wetenschappen en de economie. Hij toont aan dat meervoudig kijken helpt om tot nieuwe inzichten te komen en dat het dus belangrijk is om over de schotten tussen verschillende wetenschappen heen te stappen. Schaal en schaalbaarheid gaan over hoe zaken veranderen als het formaat verandert en over de fundamentele regels en principes waaraan ze daarbij gehoorzamen. Bijna alle kwantificeerbare eigenschappen van complexe systemen als steden of organisaties veranderen op een niet-lineaire manier. Dat wil zeggen dat de meetbare eigenschappen van een systeem in het algemeen niet simpelweg verdubbelen als het systeem twee keer zo groot wordt. Een dier dat twee keer zo groot is als een ander dier – en dus uit twee keer zoveel cellen bestaat – heeft bijvoorbeeld slechts 75% meer voedsel en energie per dag nodig. Voor steden geldt het omgekeerde, hoe groter zij worden des te meer is er per hoofd van hun bevolking nodig.

Complexe systemen bestaan uit veel afzonderlijke onderdelen die collectieve eigenschappen ontwikkelen die niet voorspelbaar zijn op grond van de eigenschappen van de afzonderlijke onderdelen. In een complex systeem is het geheel meer dan de eenvoudige lineaire som van zijn onderdelen. Het is onmogelijk om het gedrag van het geheel te voorspellen. Het gedrag van complexe systemen, waarbij de eigenschappen van het systeem significant verschillen van de som van alle eigenschappen van de afzonderlijke samenstellende delen, wordt emergent gedrag genoemd. Veel complexe systemen kennen geen centrale leiding. Een ander kenmerk is zelforganisatie waarbij de componenten zelf zich groeperen tot een spontaan geheel, zoals sociale netwerken of politieke partijen. Bovendien hebben complexe systemen het vermogen om zich aan te passen en te evolueren als reactie op veranderende omstandigheden. Het zijn complexe adaptieve systemen.

De auteur onderzoekt of het mogelijk is een kwantitatieve wetenschap voor complexe adaptieve systemen te ontwikkelen met behulp van schaalwetten. Het antwoord is vooralsnog nee, juist vanwege de in het boek uitgewerkte kenmerken van deze systemen als informatie, emergentie, toevalligheden, historische omstandigheden en aanpassing en selectie. De dynamiek en structuur van complexe adaptieve systemen kunnen niet gecodeerd worden in enkele vergelijkingen en ook niet in een oneindig aantal vergelijkingen. Het heelal om ons heen is wel extreem ingewikkeld, maar niet complex. Het is juist verrassend eenvoudig omdat het gevat kan worden in een klein aantal vergelijkingen. Dat vormt een schril contrast met het complexe leven hier op aarde, waarvoor extra, mogelijk niet wiskundig te analyseren concepten nodig zijn om ze te begrijpen. De zoektocht naar deze concepten, is de uitdaging van de toekomst.

Ondanks het feit dat Geoffrey West zijn oorspronkelijke onderzoeksvraag negatief moet beantwoorden, biedt zijn boek een breed scala aan inzichten die kunnen helpen om een duurzame en leefbare wereld te creëren. Dat maakt Schaal een belangrijk boek.