Wat zijn opkomende eigenschappen?

Een oud gezegde zegt ons dat "het geheel meer is dan de som der delen". Een mooiere manier om dit te zeggen is met de term opkomende eigenschappen, een term die wordt gebruikt in de wetenschap, systeemtheorie, filosofie, stadsstudies en zelfs kunst. "Emergent eigenschappen" verwijzen naar die eigenschappen die geheel onverwacht zijn en opkomende verschijnselen in materialen en opkomend gedrag bij levende wezens omvatten. Ze komen voort uit het samenwerkend functioneren van een systeem, maar behoren niet tot een onderdeel van dat systeem. Met andere woorden, emergente eigenschappen zijn eigenschappen van een groep items, of het nu insecten, atomen of gebouwen zijn, die je in geen van de afzonderlijke items zou vinden. Voorbeelden van opkomende eigenschappen zijn steden, de hersenen, mierenkolonies en complexe chemische systemen.

Een enkele mier is een vrij beperkt organisme, met weinig vermogen om te redeneren of complexe taken uit te voeren. Als geheel vervult een mierenkolonie echter verbazingwekkende taken, van het bouwen van heuvels en dammen tot het vinden en verplaatsen van enorme hoeveelheden voedsel. In deze context zijn emergente eigenschappen de veranderingen die optreden in mierengedrag wanneer individuele mieren samenwerken.

Alleen gedraagt ​​een mier zich grillig en bijna willekeurig. Maar miljoenen willekeurige acties van duizenden en duizenden mieren kunnen dienen om noodzakelijke taken te identificeren en andere mieren te organiseren om ze te voltooien. Een mier die voedsel vindt, scheidt bijvoorbeeld een kleine hoeveelheid van een hormonale stof af die andere mieren aantrekt, die op hun beurt diezelfde stof weer afscheiden wanneer ze dezelfde voedselbron bereiken. Zo worden duizenden rondzwervende mieren georganiseerd in rechte lijnen die naar de dichtstbijzijnde picknick leiden. De organisatie van mieren, alleen mogelijk wanneer het systeem als geheel werkt en individuele acties elkaar versterken, is een emergente eigenschap.

Menselijk bewustzijn wordt vaak een opkomende eigenschap van het menselijk brein genoemd. Net als de mieren waaruit een kolonie bestaat, bevat geen enkel neuron complexe informatie zoals zelfbewustzijn, hoop of trots. Niettemin genereert de som van alle neuronen in het zenuwstelsel complexe menselijke emoties zoals angst en vreugde, die geen van alle kunnen worden toegeschreven aan een enkel neuron. Hoewel het menselijk brein nog niet voldoende wordt begrepen om het mechanisme te identificeren waarmee emergentie functioneert, zijn de meeste neurobiologen zijn het erover eens dat complexe onderlinge verbindingen tussen de delen aanleiding geven tot eigenschappen die alleen aan de geheel.

Chemie bestudeert een aantal gevallen waarin individuele krachten of acties niet noodzakelijkerwijs optellen tot een eenvoudige som van de delen. In de natuurkunde verhogen twee krachten die op één lichaam inwerken op natuurlijke wijze de totale kracht. Chemie daarentegen houdt zich bezig met gevallen waarin complexe organisaties van atoomenergie in elementen en verbindingen, kunnen leiden tot chemische reacties die geen simpele combinatie zijn van de effecten van de onderdelen betrokken.

Neutralisatiereacties werden bijvoorbeeld gebruikt door de filosoof John S. Mill om situaties te beschrijven waarin oorzaak-en-gevolgprincipes voor elk van de bij een reactie betrokken onderdelen de uitkomst niet konden voorspellen. Om een ​​specifiek voorbeeld te geven: wanneer zoutzuur en natriumhydroxide worden gecombineerd, is het resultaat zout en water, een product dat helemaal niet consistent is met de effecten van een sterk zuur of basisch verbinding.

De complexe sociale organisatie van mensen vertoont ook bepaalde opkomende eigenschappen. Sociale wetenschappers en stedenbouwkundigen wijzen vaak op steden als het duidelijkste voorbeeld van ontstaan ​​in menselijke interactie. Ze bestuderen hoe bepaalde delen van een stad soortgelijke economische of sociale activiteiten ontwikkelen en geleidelijk gespecialiseerde hubs worden, van theaterdistricten tot grote vismarkten. Vooral bij activiteiten die niet worden beheerst door bestemmingsplannen, kan de beslissing van één persoon om het uitvoeren van een bepaalde activiteit op een bepaalde plaats heeft de neiging om soortgelijke of complementaire activiteiten in de buurt meer te maken haalbaar. Als één persoon een theater in een straat opent, begint het gebied bezocht te worden door mensen die op zoek zijn naar culturele activiteiten, totdat de straat kunstgalerijen en scholen aantrekt en geleidelijk een culturele wijk. Geen enkele persoon neemt de beslissing om een ​​cultureel centrum te genereren, maar de samenvloeiing van belangen creëert de ruimte door opkomende eigenschappen.