Naučnici su često trenirani da traže apsolutno najbolje rješenje za određeni problem. Na tabli s kredom to bi moglo izgledati poput crtanja grafikona za pronalaženje minimalne ili maksimalne tačke funkcije. Prilikom projektiranja turbomlaznog motora, to može značiti blago podešavanje kuta lopatica rotora kako bi se postotak učinkovitosti povećao za desetinu.
Adrian Bejan, J.A. Jones, uvaženi profesor mehaničkog inženjeringa na Univerzitetu Duke, prilikom demonstracije takvog eksperimenta pred studentima je došao na ideju: Priroda ne funkcioniše ovako. Evolucija je slijed promjena dizajna koje se događaju same od sebe u vidljivom smjeru; nikad se ne veže za jednu tačku na tabli. Sistem ili životinja koja se razvija slobodni su jednostavno odabrati ono što funkcioniše. Ne toliko da performanse tog sistema previše ispaštaju, ali dovoljno da otvori pristup drugim opcijama blizu takozvanog optimalnog dizajna.
Budući da nauka često u prirodi traži odgovore za rješavanje izazova, Bejan se pitao bi li mogao pogledati iz suprotnog ugla, predvidjeti prirodu prije nego što je pogleda. Kad bi oni koji rješavaju probleme i graditelji bili slobodni da odstupaju od apsolutno najviše ocjene, koliko bi veći mogao biti raspon mogućih dizajna?
To je pitanje koje je Bejan postavio u novom radu objavljenom online u časopisu Biosystems. Koristeći dva relativno jednostavna primjera, prolazi za izlazak putnika iz voza i ptica koja maše krilima, on otkriva da je odgovor “prilično” veći raspon.
“U inženjerstvu, dizajnu, teatru, arhitekturi ili čak organizaciji ovog univerziteta, bilo koji oblik dizajna ima koristi od sposobnosti donošenja dobrih, ali nesavršenih odluka i slobode da se ide dalje i razmišlja o drugim prilikama za poboljšanje”, rekao je Bejan. “Ako je neko vezan za ideju apsolutno najboljeg, nikada se neće stvoriti ništa novo.”
U radu, Bejan prvo analizira primjer putnika koji dolaze vozom i hodaju kroz prostoriju s mnogo izlaza. S ukupnom površinom sobe koja ostaje konstantna, ali se dužina i širina sobe mogu mijenjati, on pronalazi optimalan oblik sobe u kojoj svi putnici najbrže stižu tamo gdje idu. S jednačinama rješenja u ruci, on pokazuje da ostavljanje čak 1% prostora za nesavršenost dalje od najboljeg rješenja otvara prostor za dizajn za 28%.
U svom drugom primjeru, Bejan promatra mahanje krila ptica na gotovo konstantnoj visini i pri konstantnoj brzini. Uzimajući u obzir različite uključene sile, između ostalih, otpor tokom klizanja, uzlet u odnosu na veličinu krila, brzina i veličina tijela on formulira jednačinu za ritam krila koji je potreban za održavanje konstantne brzine uz minimalan napor. Iako postoji optimalan odgovor, Bejan još jednom pokazuje da dopuštanje samo 1% nesavršenosti iznad teoretskog minimuma otvara prostor za dizajn za 20%.
Naučena lekcija je da nauka sada ima prediktivnu ideju o tome kako priroda funkcioniše. Ako se manje fokusiraju na pronalaženje apsolutno optimalnog dizajna, istraživači mogu iskoristiti slobodu da se iterativno kreću prema potpuno novim konceptima dizajna koje inače ne bi imali u videokrugu. Takav pristup također daje dizajnu, metodama i cijelim studijskim oblastima mogućnost adaptacije u svijetu koji se mijenja.
Izvor: ScienceDaily
Prevod: AbrašMEDIA