Terugkoppeling is een begrip dat van toepassing op zeer veel verschillende
zaken en gebieden, en al een oud begrip is, zie de illustratie rechts, oftewel in dagelijkse termen een "algemeen" begrip, en in
termen van de taalkunde en algemene semantiek
, een "abstract" begrip of "abstractie" - je kan niet iets aanwijzen in de werkelijke wereld en
zeggen: "Daar heb je terugkoppeling in al haar aspecten", maar alleen op een
aantal gevallen waarin terugkoppeling één van de aspecten is, en daarna gaan
praten over wat die gevallen gemeen hebben.
Het eerste voorbeeld is
dat van kort na het eerste teken van menselijke bewustwording van het belang
van het proces, namelijk bij de stoommachine. Het originele en wat eerdere voorbeeld is
dat van de windmolen, maar de techniek gebruikt daar kwam pas tot volle
wasdom met de komst van stoom.
Het probleem is dat als je eenmaal een
basale stoommachine hebt, je meestal ook wilt dat hij niet te hard of te
zacht gaat draaien. De voor de hand liggende manier om een stoommachine
sneller of langzamer te laten draaien is door minder of meer kolen op het
vuur te gooien. Het probleem is dat het lang duurt voordat het gooien van
extra kolen effect heeft: eerst moet het vuur harder gaan branden, dan moet
het water "heter" worden, en dan pas gaat er meer stoom naar de cilinders
zodat de machine harder gaat draaien. En dat proces gaat veel te langzaam
als je het moet omkeren in het geval je per ongeluk te veel kolen op het
vuur hebt gegooid, en de machine te hard is gaan draaien.
Wat je
nodig hebt, vooral ook voor de veiligheid, is een terugkoppeling die direct
de draaisnelheid van de machine meet, en aan de hand daarvan de hoeveel
stoom naar de cilinders regelt.
De
oplossing daarvan is een stukje techniek genaamd in het Engels de "governor" of
in het Nederlands de "regulateur", zie rechts. De verticale as zit aan de centrale as van de machine
en draait even hard rond. Aan de draaiende as hangen gewichten B, en als de as
harder gaat draaien, worden die verder naar buiten geslingerd. Daardoor worden
de hefbomen MN omhoog getrokken. En dit bedient een ander stel hefbomen die, via
V en W, een klep bedienen die de hoeveelheid stoom naar de cilinder vermindert.
De machine gaat langzamer draaien, de gewichten zakken naar beneden, de hefbomen
gaan weer omlaag, de klep gaat verder open en de machine krijgt weer wat meer
stoom. Enzovoort. Er stelt zich een evenwicht in. In de praktijk blijkt dit een
redelijk tot zeer stabiel evenwicht.
Een
cruciale observatie aangaande dit proces is dat het een cirkelproces is - zoals
blijkt uit de illustratie rechts, waarin alle essentiële elementen ervan te zien
zijn. Alle terugkoppelingsprocessen zijn cirkelprocessen, vanwege wat
terugkoppeling doet: het verbindt het einde van het (stoom)proces, hier de grote
draaiende output shaft, met het begin ervan: de stoomleiding komende van
de boiler. Net als bij het regelen van het vuur wordt hier de hoeveelheid stoom
verandert, alleen het punt waarop er geregeld wordt is anders.
Naast het hebben van terugkoppeling, is het dus ook van belang
waar je je punt van terugkoppeling legt. Het opstoken of dempen van het
vuur is ook een vorm van terugkoppeling, maar eentje die veel te traag
werkt ten opzichte van het proces dat het in de hand moet houden. Met de kortere
terugkoppelingscirkel van de regulateur is een snellere respons mogelijk. En kan
je nauwere
grenzen aanhouden. Met een langere terugkoppelingscirkel, krijg je langere
responstijden, maar is er meer variatie mogelijk. Wat de optimale oplossing is,
hangt af van de specifieke toepassing. De bestudering van dit soort processen,
oftewel het vakgebied der terugkoppeling, heet "cybernetica"
(Wikipedia), Grieks voor "stuurmanskunst".
De cybernetica leert meteen dat het bovenstaande één van de twee
principiële verschillende vormen van terugkoppeling is. Het bovenstaande is
"tegenkoppeling": de afwijking van de huidige toestand wordt teniet gedaan -
of als je het rekenkundig uitdrukt, en van de afwijking een positief getal
maakt, dan is de correctie negatief.
Maar dan is er principieel ook
de mogelijkheid dat je de correctie positief maakt, waardoor de
afwijking toeneemt. Als dat gebeurt in een cirkelproces, zal de afwijking
dus toenemen, overeenkomende met de onderstaande illustraties van een naar het
midden oftewel "nul" gaande spiraal en eentje die voortdurend groter wordt
(let op: dit beschrijft dus niet de toestand van het systeem maar de
afwijking van het evenwicht):
Dit verschil tussen de twee processen wordt dramatisch groter, als je de
terugkoppelingsfactor niet invoert als een optelling of aftrekking, maar als
een vermenigvuldiging - een factor. Een factor kleiner dan 1 gaat dan veel
sneller naar het evenwicht, en een factor groter dan 1 leidt tot veel
sneller gaan groeien.
Het soort groei dat je dan krijgt is ook
een belangrijk geval, namelijk dat van exponentiële groei
, het meest
bekend van het geval van verdubbeling, zoals uit het historische voorbeeld
van de rijstkorrels op het schaakbord
, maar in de natuur oneindig veel
toepassing hebbend bij het proces van de groei. Een levend lichaam van iets
met afmetingen zoals van de mens ontstaat uit celletjes die niet met het
blote oog zichtbaar zijn, en het eerste kan alleen ontstaan uit het laatste
door exponentiële groei, met in het begin verdubbeling: 2, 4, 8, 16, 32,
enzovoort - telkens wordt niet alleen het aantal groter, maar ook de stap.
De cybernetische naam voor het "groei"-geval is "meekoppeling", voor
datgene dat naar het evenwicht gaat is "tegenkoppeling". Het eerste staat
dus voor groei, en het tweede voor evenwicht.
Maar zowel praktisch
als theoretisch is de zaak daarmee nog niet af. Want zoals al aangegeven bij
het voorbeeld van de stoommachine: in de mate van van terugkoppeling zijn op
zijn minst twee factoren aan te wijzen die het proces bepalen: de sterkte
van de terugkoppeling en de snelheid van reageren. De twee factoren zijn het
makkelijkst terug te zien in gevallen van evenwicht, en de verstoring ervan.
Bij een plotselinge verstoring van het evenwicht veroorzaakt door
tegenkoppeling, gaat het systeem oscilleren: het beweegt heen-en-weer rond
de evenwichtsstand. Die oscillatie heeft twee kenmerken: de uitwijking of
amplitude, en de herhalingsfrequentie. Het eerst staat voor de sterkte van
de tegenkoppeling, het tweede voor de snelheid van reageren. Meer daarover
bij evenwicht
.
De mate van zowel koppeling als reactietijd
bepaalt de effectiviteit van de terugkoppeling. Voor het bepalen en
handhaven van deze waarden zijn er ook weer processen. En ook dit zijn
natuurlijk processen met terugkoppeling. Vrijwel altijd tegenkoppeling in
deze toepassing. Met name in het zenuwstelsel zijn tweede orde vormen van
terugkoppeling heel gewoon.
Als abstracte processen zijn meekoppeling
en tegenkoppeling gelijkwaardig. Als natuurlijke processen niet. Bij
natuurlijke processen zijn op één of andere manier materiële stoffen
betrokken, en als iets materieels onbeperkt zou groeien, zijn er onbeperkt
materiële grondstoffen nodig, en niets in de natuur is onbeperkt aangaande
materiële zaken. Ergens moet de groei stoppen, en op het moment dat het
verminderen ervan begint, is er dus weer sprake van tegenkoppeling. Iets dat
niet omgekeerd geldt: tegenkoppeling en evenwicht leiden niet automatisch
tot meekoppeling. Tegenkoppeling is de meest voorkomende en dus "normale"
situatie. En evenwicht is de "normale" situatie.
Er zijn eindeloos vele
voorbeelden van tegenkoppeling
omdat er eindeloos veel voorbeelden van
evenwichten zijn. Startend aan de onderkant van de wetenschap: alle atomen
van het heelal zijn het gevolg van evenwicht en tegenkoppeling - dat zullen we hier
niet uitwerken. Hetzelfde geldt voor moleculen dus de chemie. Pas met de
biochemie doet de groei en dus de meekoppeling haar intrede.
De
volgende laag is die van de neurologie. Hieronder het circuit dat men associeert
met de besturing van beweging, bekend omdat storingen erin leiden tot de
ziekte van Parkinson
:
Dit zijn onderdelen uit de drie lagen van het zenuwstelsel, voor de uitleg
ervan zie hier
. Waar het om gaat zijn de verbindingen - volg de
pijltjes, en je ziet diverse "loops" - kringprocessen -
cirkelprocessen. Die kringprocessen koppelen de drie lagen: hersenstam,
emotie-organen en cortex, aan elkaar. Daarnaast is er een enkele paarse pijl
zichtbaar die staat voor de instroom van dopamine. Dat lijkt geen kring.
Maar dat is alleen om de tekening simpel te houden. In werkelijkheid zijn er
nog drie andere van dit soort stoffen met bijpassende verbindingen, die de
al genoemde tweede laag van terugkoppelingsprocessen vormen. Het hele
zenuwstelsel zit boordevol met terugkoppeling
De
volgende laag is natuurlijk de psychologie. Tot de zwaarste psychologische
kwalen behoren de diverse vormen van verslaving. Al die gevallen zijn vormen
van meekoppeling: het gebruik van de drug (hetgeen ook iets immaterieels kan
zijn als gokken of winkelen) leidt tot een verlangen naar meer ervan.
En aan de lichtere kant van het spectrum worden de meeste
kwalen veroorzaakt door meekoppeling in het aanpassen van de mens van
zijn waarnemingen van de wereld aan de hand van zijn wereldbeeld - met name
als dat gaat in de vorm van filtering: zaken die niet overeenkomen met het
wereldbeeld worden gefilterd, waardoor het wereldbeeld wordt versterkt,
waardoor er meer wordt gefilterd, enzovoort. De meeste
(en meest effectieve) vormen van therapie voor deze
kwalen bestaan uit een vorm van
verbale input gegeven door de therapeut richting de cliënt, met alternatieve
informatie en visies omtrent de werkelijkheid - bekend als "cognitieve
therapie"
. Oftewel: de therapeut
verzorgt voor meer en hopelijk betere terugkoppeling. Tegenkoppeling, dus.
Dit is treffend uitgebeeld in de volgende illustratie:
Let op: de spiraal beschrijft hier de echte toestand van het
systeem, en niet de afwijking ervan als in de voorgaande illustraties, en
heeft hier dus voor de gewenste toestand een naar buiten (= hogere waarden)
draaiende vorm. Het naar binnen of inwaards draaien staat in zijn extreem
voor "doldraaien". Concetere voorbeelden van kwalen uit te
;psychologische spectrum staan in deze links
(neuroses),
(depressies),
(psychologische valkuilen), en meer in het algemeen hier
.
Tussen psychologie en sociologie ligt de
socio-psychologie, dat staat voor het proces waarin andere mensen
het wereldbeeld van het individu bepalen en veranderen - en meekoppelen. Dit
bevat de belangrijke, zo niet essentiële, vormen van meekoppeling genaamd
religie en ideologie in het algemeen. Deze processen zijn extra gevaarlijk,
omdat ze meerdere meekoppelingen bevatten: naarmate meer mensen last hebben van
de kwaal is de versterking ervan in het individu groter, en bovendien de
kans op en de kracht van de tegenkoppeling kleiner. Dit proces leidt met
grote regelmaat tot algemeen gehuldigde opvattingen die volkomen in strijd
zijn met de werkelijkheid, zoals geïllustreerd door het bestaan en de
ouderdom van het sprookje van "De nieuwe kleren van de keizer"
:
Hedendaagse voorbeelden zijn de politieke-correctheid,
multiculturalisme, de Koude Oorlog, enzovoort. Deze kunnen gezien worden als
de psycho-sociologische tegenhangers van roken, gokken, cocaïnegebruik,
enzovoort. Het medicijn tegen deze kwalen is tegenkoppeling middels de
vrijheid van meningsuiting. Aanhangers van de politieke-correctheid,
multiculturalisme, de Koude Oorlog, religie en ideologie zijn dan ook tegen
de vrijheid van meningsuiting.
Over naar de sociologie. Eerst op de grootste schaal.
Vrijwel iedereen is het over eens dat zaken die lijken op democratie veruit
te verkiezen zijn boven zaken die lijken op dictatuur. Die voorkeur is
juist. De basale reden is
deze: dictatuur is een één-wegproces. De machthebber bepaalt en degenen
die bestuurd worden hebben niets te vertellen. Democratie is een proces met
terugkoppeling: de bestuurden kunnen de bestuurders wegsturen. Dit is in
algemene termen beschreven onder gebruik van de meer basale termen "macht"
en "gezag"
.
Dit
geldt, als principe, ook voor alle niveaus van sociologisch handelen
daaronder: de meest efficiënt werkende processen blijken bijna altijd
te berusten op terugkoppeling. Zo is de best georganiseerde vorm van techniek
die van de de luchtvaart. Dat heeft een zeer simpele reden: de
directe bestuurder, de piloot, zit bij disfunctioneren oftewel een
dodelijk ongeluk altijd "vooraan".
En aan de andere kant:
processen zonder terugkoppeling leiden vroeger of later tot wantoestanden,
en wantoestanden zijn vrijwel altijd processen zonder terugkoppeling. Hetgeen dus te vertalen is
in: iedere vorm van bestuur waarin de bestuurder niet mede-lijdt onder de
gevolgen van zijn bestuur, leidt tot wantoestanden
.
De sociologie heeft ook een eigen beschrijving van het proces van
terugkoppeling, zonder het als dusdanig te benoemen. Het is bekend onder
verschillende aanduidingen, de minst bekende zijnde de "speltheorie"
, waarbij "spel" staat voor alle situaties die lijken op onderhandelingen en
dergelijke. Bekendst is de toepassing ervan in het gevangenendilemma
. Maar het meest duidelijk slaande op het onderhavige artikel is die van
tit-for-tat
, ruwweg vertaald: "oog-om-oog, tand-voor-tand", maar dan subtieler. Waarin
de ontvanger van "tat" op een-of-andere manier terugkoppelt door te
reageren met "tit".
Op het grensvlak van sociologie en
economie bevinden zich de vakken van de bestudering van management en
leidinggeven. Daaruit komt de zogenaamde
"kwaliteitscirkel van Deming" of PDCA-cirkel, staande voor Plan-Do-Check-Act:
De fase met de naam "Check" maakt de cirkel rond ("Act" heeft geen zin
zonder "Check"), en staat voor de
terugkoppeling. Overigens is het een idee van een natuurkundige
(genaamd Shewhart), hetgeen bijna vanzelfsprekend is omdat de natuurkunde de eerste wetenschap
was waarin
terugkoppeling een integraal deel uitmaakt van de methodiek - alle
beschrijvingen van de wetenschappelijk methode die in feite die is van de
natuurkundige methode, zijn cirkelprocessen met terugkoppeling
. Meer sociologische toepassingen hier
.
Het is dus op bijna alle terreinen van wetenschap en
maatschappij ergens wel bekend dat terugkoppeling van essentiële waarde is.
De werkelijkheid is dat de toepassing ervan per terrein sterk verschilt.
Hierbij kan de indeling worden gebruikt die op deze website al gehanteerd
wordt, zoals boven deels ook al gedaan is.
De eerste in de
hiërarchische indeling is de wetenschap, waarbij "wetenschap" gehanteerd
wordt in haar Engelstalige versie: "science" oftewel
natuurwetenschap. Deze indeling valt volkomen samen met de rol van
tegenkoppeling - de natuurwetenschap heeft de terugkoppeling in haar kern,
zoals geïllustreerd door de weergaves van de wetenschappelijke methode
, met als enkele voorbeeld dit:
Waarbij het dus erom draait dat men de hypothese, de "mening", test aan
de werkelijkheid. In de wetenschappen die geen natuurwetenschap zijn, is
deze test in diverse mate afwezig.
De natuurwetenschap die het
dichtst staat bij "over wat mensen doen", dat wil zeggen: de rest van de
maatschappij, is de neurologie. Neurologie was tot voor kort een "niche-" of
rand-wetenschap, zoals al blijkt uit het normale gebruik van haar naam, wat
in feite is "neuropathologie", oftewel de ziektes van het zenuwstelsel. De
invloed van de neurologie is sterk vergroot door het gebruik van een nieuwe
techniek uit de natuurkunde: de MRI, gebruikt voor hersenscans. De
fMRI-techniek geeft steeds scherpere beelden van de activiteit van steeds
meer gedetailleerde structuren. Oftewel: de fMRI maakt het mogelijk om
theorieën en meningen over de werking van de hersenen steeds beter te
koppelen aan hoe het er in de werkelijkheid aan toe gaat.
Deze
ontwikkelingen in de neurologie hebben direct invloed op de aanverwante
delen van de psychologie. Dat zijn de delen van de psychologie die het
snelst vooruitgang boeken.
Het verste van de neuro-psychologie staat
de sociaal-psychologie. In de sociaal-psychologie beweert men dat men doet
aan wetenschap, dat wil zeggen aan waarneming en terugkoppeling, maar in de
praktijk blijkt dit bijna uitsluitend te zijn de methode van de "enquête",
dat wil zeggen: aan mensen vragen wat ze vinden of doen. In tegenstelling
tot kijken naar wat ze daadwerkelijk doen. Deze tak van de psychologie boekt
het minste vooruitgang en heeft de slechtste reputatie vanwege de minste
resultaten.
Deze trends zetten zich voort in de stap naar de
sociologie - de methode van de enquête komt uit de sociologie. In de
sociologie is de methode van de terugkoppeling vervangen door die van
"theorievorming" - dat wil zeggen: uitsluitend en alleen "theorievorming".
Dit is in de studie van de wetenschappen bekend als "platonisme": de beelden
of theorieën in de geest zijn belangrijker dan de werkelijkheid. Met als
enkele voorbeeld dat van "De gelijkheid de culturen": iedereen kan in de
werkelijke wereld waarnemen dat de gelijkheid der culturen daar niet
bestaat, maar desondanks is het een heilige waarheid voor (bijna) alle
sociologen, zoals blijkt uit de benamingen voor degenen die er niet in
geloven: dat zijn "racisten". Overigens: het onweerlegbare bewijs voor de
ongelijkheid der culturen ligt in de direct waarneembare migratiestromen:
die gaan per definitie van laag naar hoog, en in de praktijk van
niet-westerse naar westerse culturen.
De trend van terugkoppeling af
wordt voortgezet op die terreinen die in de hiërarchie van deze website nog
volgen op sociologie: economie, politiek en media. Op al deze terreinen is
er niet alleen weinig tot geen terugkoppeling, maar is er ook een
afgesproken afkeer ervan.
De trend van afkeer van terugkoppeling
bereikt haar hoogtepunt als je stapt van de wetenschappen naar de
maatschappij zelf. In de maatschappij heeft men namelijk een uitgesproken
afkeer van wetenschap, en wel mee naarmate de wetenschap meer doet aan
terugkoppeling. Waarin "de maatschappij" staat voor degene die haar
besturen: de elite, oligarchie, of hoe men dat ook wilt noemen. Neemt men
daar de lakeien bij (zoals de media), is dat ongeveer de topderde. Deze
mensen zijn tegen terugkoppeling, omdat ze af zou doen aan de macht die ze
hebben, met de bijpassende voordelen, samen te vatten in "rijkdom".
Dit voor zover de trends in terugkoppeling. De les hieruit is dat een aantal van de meest belangrijke met name
sociologische processen zich bevinden in een situatie waarin de versterking
van de rol van terugkoppeling essentieel is voor het proces van
maatschappelijk vooruitgang. Een proces dat ook wel bekend staat als
"beschaving".
Wetenschappelijk gezien is er ook de mogelijkheid dat
de terugkoppeling te sterk is. Dit leidt tot gebrek aan aanpassingsvermogen
en stagnatie, meestal afgekort tot "conservatisme". In de psychologie, dat
wil zeggen voor een individu, is dit een serieuze minderheidsoptie. In de
sociologie is dit nauwelijks het geval, omdat degenen die hieraan lijden
weinig tot geen invloed hebben, behalve als massa. Als door dit gebrek aan
invloed de behoeftes van die massa langdurig veronachtzaamd worden, treedt
een speciale vorm van terugkoppeling in werking, sociologisch bekend onder
de naam "revolutie", en wetenschappelijk onder termen als "faseovergang" en
"catastrofetheorie". De details van dit soort processen worden theoretisch
uitgewerkt in Evenwicht
, en praktisch in
Menswetenschappen, regels
.
Nog wat meer voorbeelden van de praktische werking van
terugkoppeling hier
.
Naar Evolutie
, of site home
·.
|