MoM | Physics of Society (1)

Muurschildering ter ere van Van der Waals (Leiden)

Geschiedenis is méér dan “het ene ding na het andere” of “vroeger zag het er hier zo uit”. De historicus probeert het verleden niet alleen te beschrijven maar ook te verklaren. Dat kan door wetmatige verbanden oorzaken aan te wijzen, ongeveer zoals in de natuurwetenschap gebeurt; het kan door oorzaken op te sporen via vergelijkingen; en het kan door je in de mensen van vroeger ein zu fühlen (wat we hermeneuse noemen).

Sinds enkele jaren is er een nieuw type verklaring waarvoor in feite geen naam is. Ik houd niet van het anglicisme “physics of society”, zoals deze verklaringswijze weleens wordt aangeduid. Wat nog erger is: de naam suggereert teveel. In enkele minuten zult u weten dat het niet zo nodig is de fysica erbij te halen. Maar voor we daar zijn eerst iets anders. Spreeuwen.

Bewegende spreeuwen

Die vliegen allemaal even snel en zwenken allemaal gelijktijdig naar een bepaalde kant. Dit kunnen we niet verklaren door ons in elk van de honderden vogels ein zu fühlen. Er is ook niet één opperspreeuw die de andere commandeert, en evenmin is aannemelijk dat elke spreeuw voortdurend alle andere vogels in de gaten houdt.

Het gedrag van de zwerm kan echter worden beschreven met drie regels:

  1. elke spreeuw probeert de gemiddelde snelheid van zijn naaste buren te volgen,
  2. elke spreeuw probeert botsingen te vermijden
  3. elke spreeuw probeert naar het middelpunt van de zwerm te komen.

Als je met deze regels een computerprogramma schrijft blijkt dat de bewegingen van de artificiële vogels precies overeenkomen met die van echte spreeuwen. Het is geen onlogische aanname dat hun gedrag inderdaad is te verklaren met slechts drie regels.

Menselijke bewegingen

Dit gaat ook op voor veel soorten menselijk gedrag. Je kunt computersimulaties schrijven van mensen die door een straat wandelen met als enige regels dat ze in hun eigen tempo lopen naar een van de twee uiteinden van de straat en dat ze niet tegen anderen botsen. In zo’n simulatie kunnen de breedte en lengte van de straat en het aantal wandelaars variëren, maar de conclusie zal steeds zijn dat het chaotisch begint en dat na verloop van tijd twee evenwijdige stromingen in tegengestelde richting ontstaan.

Soortgelijke simulaties zijn gebruikt om te verklaren waarom het applaus in de schouwburg zichzelf op een gegeven moment synchroniseert, om het ontstaan van files te analyseren en om regelmaat te ontdekken in de schijnbaar willekeurige manier waarop mensen een veld oversteken.

Moleculen

Het frappante is nu dat de regels van dit soort simulatie lijken op die voor moleculen. Die kunnen op maar drie manieren worden georganiseerd: óf ze liggen geordend, óf ze bewegen met elkaar mee, óf ze gedragen zich volkomen chaotisch. Welke organisatievorm optreedt, hangt af van de temperatuur. Is deze laag, dan overheerst de onderlinge aantrekkingskracht van de moleculen en ontstaat een vaste stof; is deze hoog, dan overheerst hun onderlinge afstotingskracht en hebben we te maken met een gas; tussen die temperaturen houden de twee krachten elkaar in evenwicht en is het een vloeistof.

De overgang van vaste stof naar vloeistof en van vloeistof naar gas is niet geleidelijk maar abrupt. Als in gasvat de druk wordt opgevoerd, gaat het mengsel in één klap over van gas naar vloeistof.

Gassen en mensen

Soortgelijke overgangen doen zich ook voor in het menselijk gedrag. Zouden we in onze computersimulatie voetgangers in een voetbalstadion laten rondwandelen en het aantal bezoekers te ver opvoeren (anders gezegd: de druk opvoeren), dan breekt paniek uit en volgt vroeg of laat een moment waarop mensen onder de voet worden gelopen. Physics of society helpt om dit soort abrupte overgangen te typeren.

De vanzelfsprekende tegenwerping is dat mensen geen gassen zijn. Dat is echter niet zo heel erg ter zake, al werd daarvan veel gemaakt in de eerste synthese over dit onderwerp, Critical Mass van Philip Ball uit 2004. Ik geloof echter dat het zo essentieel niet is. Die gas-analogie bood een metafoor om menselijk gedrag te conceptualiseren, maar uiteindelijk komt het toch aan op modelleren met computers. Het is een vruchtbaar idee dat uit de natuurwetenschappen is overgeplaatst naar de menswetenschappen, maar een diepere overeenkomst is niet noodzakelijk om resultaat te hebben. Vergelijk het met de manier waarop Charles Darwin de Lachmannmethode in de biologie begon toe te passen: weliswaar zijn vinken geen manuscripten, maar hij had een model om zijn gedachten te ordenen en dat leverde resultaat op.

De laatste dertig jaar zijn er veel voorbeelden ontdekt waar de analogie blijkt te kloppen. Of het nu gaat om de keuze van huwelijkspartners, de groei van steden, aandelenkoersen, de keuze tussen samenwerking of concurrentie, criminaliteitscijfers, de organisatie van sociale netwerken of de vorm van bedrijven, elke keer laat menselijk gedrag zich zo modelleren dat er orde blijkt te zijn in wat chaos lijkt en dat onverwachte omslagen toch logisch zijn.

[Wordt vervolgd]

11 gedachtes over “MoM | Physics of Society (1)

  1. FrankB

    Als je niet van physics of society houdt stel ik stochastische geschiedkunde voor. Want alle modellen die je als voorbeeld aanhaalt zijn stochastisch. Het bekendste voorbeeld is trouwens de Brownse beweging. Simpel gezegd: individuen (of dat nou trouwlustigen, wandelaars of moleculen zijn) gedragen zich probabilistisch; zet een heleboel van die individuen bij elkaar en er ontstaan herkenbaren patronen. Het gaat hier dus om het correct beschrijven van grote groepen. Wie het bezwaar oppert dat mensen niet tot moleculen gereduceerd worden begaat een drogreden (ik denk de fallacy of composition). Het kenmerk van stochastische modellen is nou net dat ze nul komma niets zeggen over het gedrag van een individu.

  2. jan kroeze

    @jona: je hebt het over natuurkunde die je niet nodig hebt, helemaal eens en hetzelfde geldt voor psychologen en economen. Want ook zij denken nog steeds dat al die wiskundig aandoende modellen van groot belang zijn. En dat is dus niet zo.

  3. Dirk

    Though this be madness, yet there is method in’t. Draagt niets bij aan de discussie, maar het zinnetje flitst me regelmatig door het hoofd, en nu ook weer.

  4. Martijn

    Lachmann haal ik altijd aan als voorbeeld wanneer er weer eens iemand het belang van de Geesteswetenschappen in twijfel trekt. Het werkt wel goed (de reactie is vrijwel altijd “O ja? Nooit geweten.”) Maar eigenlijk is het raar dat je om de alfawetenschap te valideren, met een beta-voorbeeld moet komen. Deze laatste opmerking herbergt welhaast een volledig essay, ik weet het, maar ik moest het even kwijt.

    1. frayek

      Naar mijn idee was het juist een vondst, Darwin gebruikte de Lachmann-methode. De natuur schijnt herhaaldelijk dezelfde succesvolle truukjes te bedenken. Dus ja, dan wij misschien ook wel…

  5. Rob Duijf

    ‘Er is ook niet één opperspreeuw die de andere commandeert, en evenmin is aannemelijk dat elke spreeuw voortdurend alle andere vogels in de gaten houdt.’

    Is dat wel zo? Ik denk dat je onze gevederde vrienden hier tekort doet. Spreeuwen zijn semikoloniale vogels, die qua gedrag lijken op de koloniaallevende kauwen, bijvoorbeeld samen vliegen en fourageren. Samen (op)vliegen biedt veiligheid tegen predatoren, met name roofvogels.

    Er is wel degelijk sprake van hiërarchie, bijvoorbeeld dominante vogels t.o.v. de vooraanstaande ervaren vogels en de volwassen dieren t.o.v. de juvenilen. De jonge vogels letten daarbij op het gedrag van de ouderen en die weer op de leiders (als je die zo mag noemen). Het is dus niet zo, dat als één vogel opvliegt, de rest zo maar volgt. Uit observatie weten we dat er wordt gekeken naar lichaamshouding en geluisterd naar signalen.

    Ik woon tegenover een machtige conifeer, die door zijn dichte begroeiing een ideale slaapplaats is voor o.a. spreeuwen en kauwtjes. Ik heb dan ook het voorrecht te mogen genieten van prachtige schemervluchten – soms vlak voor mijn raam en balkon langs! – en opgewonden gekwetter, gezang en geroep, waarbij mijn auto en het trottoir worden ondergescheten; Artis is er niks bij. Het is fascinerend om te zien hoe die boom als een stofzuiger een zwerm spreeuwen en kauwtjes lijkt op te zuigen…

    Nu is al die drukte niet zomaar een uiting van vrolijkheid, maar van communicatie. De jonge vogels leren zo de commando’s en waarschuwingen van de oudere dieren kennen en de onderlinge banden worden er door versterkt. Dat is vooral belangrijk bij het samen vliegen: spreeuwen zijn trekvogels en kauwtjes uit het noorden trekken in de winter naar ons toe.

    Sommige spreeuwenvluchten kunnen tot wel 50.000 vogels bevatten. Hoe doen ze dat, zonder tegen elkaar aan te vliegen? Dat is nog steeds onderwerp van onderzoek. Inmiddels weten we wel dat elke vogel let op zeven vogels om hem heen, waarbij hij een afstand van een meter in acht neemt. Het is mogelijk dat ook luchtstromingen binnen de vlucht hierbij een rol spelen.

    Ik kan je overigens het boekje ‘De Kauw’ van Achilles Cools aanbevelen. Cools is een Vlaams kunstenaar die op zijn landgoed een kauwenkolonie heeft en uitgebreid fonetisch en gedragsonderzoek doet.

    ISBN 978-90-450-2643-5, Atlas Contact, 2014.

    1. Roger van Bever

      Interessante verklaring van het gedrag van de prachtige avondvluchten van de spreeuwen, maar bij andere trekvogels zien we niet ditzelfde gedrag. Het is dus niet onredelijk te veronderstellen dat hier voor de spreeuwen een evolutionair voordeel aan verbonden is om zich zo te gedragen. Ik wil dit boekje van Cools lezen.

      1. Rob Duijf

        De meeste trekvogels leven doorgaans solitair. Toch zie je ze in groepen trekken. In een vorig leven heb ik op een gaswinningsplatform op de Noordzee gewerkt. Dat zat na een storm vaak vol met afgematte zangvogeltjes, zoals putters vinken en sijzen. Sommige ‘opvarenden’ vingen die vogels en smokkelden ze in een closetrol door de douane op de helihaven in Den Helder. Zo’n vogeltje levert geld op. Hartstikke fout natuurlijk en het zou me niet verbazen als het nu nog gebeurt…

        Ik denk dat het vluchtgedrag van spreeuwen en kauwen inderdaad evolutionair bepaald is. Samen ben je (betrekkelijk) veilig en maak je het predatoren lastig. Ik stond een keer op ‘Spotters Hill’ bij de Oostvaardersplassen. Er waren heel veel grauwe ganzen. Toen kwam de zeearend, met die prachtige breeduitgespreide witte staartpennen. De ganzen vlogen ‘en masse’ op en de arend ging er als een raket doorheen. Hij had vette buit en daar was hij wel even mee bezig. ‘Colleteral damage’. De rest was weer veilig…

        Cools heeft zich gespecialiseerd in kauwtjes. Superintelligent! Dan gaat het vooral om de sociale banden. Ze kennen rangorde, maar geen pikorde; ze zijn monogaam en zorgen voor zieke en oudere dieren; de jongen van het vorige nest helpen mee met het voeden van het nieuwe broed. Ik observeer ze op mijn voedertafel en het is werkelijk aandoenlijk. ‘Witteveer’ bijvoorbeeld is weduwe van ‘Vlokje’. Ze komt altijd alleen bij me, geen mannetje meer…

        Je zult veel plezier hebben aan het boekje van Cools, Roger!

Reacties zijn gesloten.