Terugkoppeling | 21 aug.2010 |
Elders op deze website is al gesteld dat vrijwel alle basale processen waar de
mens mee te maken krijgt, evenwichtsprocessen zijn. Om de simpele reden dat niet-evenwichtsprocessen veranderen, vaak snel, net zo lang tot er wel een
evenwicht is, terwijl een evenwicht veel langer kan duren, zoals het woord al
zegt. Bekende basale voorbeelden uit de natuur zijn zonnestelsels, waarin
planeten in evenwichtsbanen rond hun zon draaien (eventuele vroegere planeten in
niet-evenwichtsbanen zijn allang vertrokken ...), en atomen, waarin elektronen
in evenwichtsbanen rond de kern draaien.
Basale voorbeelden van evenwichten gaan over evenwichten tussen twee krachten
- in de genoemde gevallen van planeten en elektronen eigenlijk zelfs maar één
kracht, want de andere is het gevolge van de snelheid, en mag eigenlijk geen
kracht genoemd worden (staat de planeet of het elektron stil, dan is deze
"kracht" er niet).
Maar ook ingewikkelde processen verkeren meestal in evenwicht, om de al
genoemde reden: de rest "leeft" niet lang. En ingewikkelde processen kennen
meestel meerdere krachten, en dan is het handhaven van het evenwicht meestal
lastig. De ingewikkelde processen die toch in evenwicht zijn, hebben meestal een
deelproces genaamd "terugkoppeling". Dat wil zeggen: een deelproces dat in
werking treedt zodra het evenwicht verstoord raakt, en weer terugstuurt naar het
evenwicht.
Ook de door de mens geconstrueerde processen van de wat ingewikkeldere
soort hebben om het evenwicht te handhaven meestal een vorm van terugkoppeling
nodig. Het bekendste voorbeeld is dat van de "governor" of regulateur
zoals gebruikt in een stoommachine. 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,
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.
Dat wordt gedaan door de governor, 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. Merk op dat het gooien van minder kolen op het vuur ook een vorm van
terugkoppeling is, maar dat dit terugkoppelt naar verder terug in het proces
van het opwekken en toelaten van stoom.
Naast het hebben van terugkoppeling, is het dus ook van belang waar je
je punt van terugkoppeling legt. Met de kortere terugkoppelingscirkel is een
snellere respons mogelijk. En houdt je nauwere grenzen aan. 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.
Tussen twee haakjes: als vakgebied behoort de studie van terugkoppeling tot wat
heet "cybernetica"
(Wikipedia),
Grieks voor "stuurmanskunst".
Vrijwel alle machines die een constante draaisnelheid moeten afleveren,
gebruiken een proces van terugkoppeling - in de mechanische machines van voor
het elektrische tijdperk vaak sterk gelijkend op de getoonde governor.
Toen Frank Whittle
(Wikipedia) zijn eerste straalmotor bouwde, was de mechanische eenvoud
van de constructie een voordeel: een straalmotor heeft een enkele as met daarop zowel turbine als compressor. Maar dus was er geen manier om een simpele mechanische
governor in te bouwen, en prompt kreeg hij dus te maken het met op hol
slaan van zijn machine, en straalmotoren hebben de eerste tijd veel problemen
gehad met het reguleren van de stuwkracht.
In al deze gevallen is het zo dat als de uitgang van het proces groter of
sterker wordt, de terugkoppeling gebruikt wordt om de zaak weer terug te
schroeven, het proces te verminderen. Dit heet negatieve terugkoppeling. Er is
ook positieve terugkoppeling, waarin het proces juist versterkt wordt. Waardoor
het proces harder gaat draaien, en er nog meer terugkoppeling is, enzovoort - de
zaak escaleert steeds sneller. Meestal betekent dit dat de zaak uit de hand
loopt. Maar er zijn gevallen, waarin er snel veel van iets gemaakt worden, dat
dit proces gewenst is. Meestal wordt het uiteindelijk dan weer gevolgd door een
vorm van tegenkoppeling, zodat het nieuwe veel grotere resultaat dan weer
wel stabiel is. Een voorbeeld daarvan is de groei van levende wezens door
celdeling. Dat gaat aanvankelijk langzaam, maar gaat steeds sneller, omdat het
afhankelijk is van het aantal cellen: twee cellen: twee cellen erbij, acht
cellen: acht cellen erbij. Dit is het geval van de exponentiële groei
-
positieve terugkoppeling is een algemener geval daarvan. Voorbeelden van
positieve terugkoppeling zijn het gebruik van drugs (gebruik doet verlangen naar
meer gebruik), beurskoersen (stijgende koersen doen de koersen meer stijgen),
religie en andere vormen van ideologie (het hebben van het idee doet de wereld
meer zien volgens dat idee
), psychologische valkuilen
, psychose
, enzovoort.
Deze voorbeelden laten zien dat positieve terugkoppeling in de
meeste gevallen negatief uitwerkt
- terwijl negatieve terugkoppeling meestal
positief uitwerkt, omdat het zorgt voor evenwicht en stabiliteit. Je kan het
vermoeden formuleren dat vrijwel alle of misschien wel alle meer ingewikkelde evenwichten, dat wil zeggen evenwichten met meer dan twee factoren, gebaseerd
zijn op terugkoppelingsprocessen, wat dus geldt voor (vrijwel) alle processen in
de levende natuur. Meer over evenwichten in het algemeen hier
.
Op
deze website gaat het vooral over neurologie, psychologie, sociologie en nog hoger
abstracte en ingewikkelde processen. Het spreekt dan ook voor zich dat voor
zover daar sprake is van evenwicht, we daar ook talloze voorbeelden van negatieve terugkoppeling
zullen vinden. Daaronder vallen ook alle vormen van cirkelprocessen, omdat bij
een cirkelproces de output structureel gekoppeld is aan de input
- of in symbolische termen: de slang heeft de staart in zijn bek. Dit is
bijvoorbeeld van toepassing op de psychologische visie op het denken ,
en ook op de neurologische
.
Het proces van terugkoppeling leent zich ook heel goed voor de kwalificatie
van de daadwerkelijke processen waar het voor staat. Zo is al genoemd het geval
van positieve terugkoppeling, en de manier waarop dit in staat is dingen uit de
hand te laten lopen. Het meest schrikbarende voorbeeld waarvan is de explosieve
groei van de wereldbevolking
.
Ook op psychologisch niveau kan je positieve terugkoppeling niet als positief
bestempelen: als mensen de geconstateerde afwijkingen tussen hun abstracte
ideeën over de wereld en de daadwerkelijke wereld gaan verbeteren door nog meer of
nog hogere abstracties te construeren, is er duidelijk sprake van positieve
terugkoppeling - en tevens van allerlei neuroses
en
depressie
.
Iets dat zich dan natuurlijk ook op het daaronder liggende niveau afspeelt: dat
van de neurologie
.
Maar ook het andere extreem blijkt niet goed uit te werken. Want het ultieme
geval van negatieve terugkoppeling is de omkeer. Stel je maakt machine lijkende
op een stoommachine, je meet nauwkeurig de omwentelingen hij maakt,
en je past na iedere omwenteling
volkomen terugkoppeling toe. Dat wil zeggen: je keert de draairichting van de
machine om. De machine maakt dus eerst een volledige omwenteling, en dan een
volledige omwenteling terug. Dan, door de volledige negatieve
terugkoppeling, maak je weer een slag de eerste kant op - dan weer terug,
enzovoort. Die machine staat dus voortdurend heen-en-weer één enkele slag te
maken, en draait niet meer rond. Niet erg productief als je doel was er op één
of andere manier mee vooruit te komen.
Deze laatste machine is niet volstrekt denkbeeldig. Het is het mechanische
equivalent van de Kretenzer die zegt dat alle Kretenzers liegen, zoals opgevoerd
in Psychologische krachten, cirkels
. Ook die staat voortdurende te wisselen tussen liegen, waarheidspreken, liegen,
enzovoort. Een praktisch voorbeeld dat hier een beetje op lijkt, is dat van de
cynicus: dat is een ideoloog die van zijn ideologie is gevallen, daardoor
cynicus is geworden, en dat weer maakt tot zijn ideologie, enzovoort
. Ook mensen die niet erg opschieten in het leven. Waarbij de cynicus weer een
extreem geval is van het algemene effect van ideologie op het beslissingsproces
.
Uit de systematiek van het terugkoppelingsproces zijn ook ideeën voor een
goede aanpak van diverse processen en hun problemen te halen. Het in feite al
genoemde is dat processen zonder terugkoppeling met aanzienlijke tot hoge
waarschijnlijk geen optimale resultaten geven, op wat langere termijn - een directe
toepassing daarvan ligt bij alle vormen van bestuur. Democratie is een beter systeem
dan dictatuur, omdat democratie veel meer terugkoppeling bevat - dat noemt men
"verkiezingen". Dat is ook redelijk algemeen bekend. Minder bekend is dat dit
natuurlijk ook geldt voor de rest van de maatschappij, zoals het bedrijfsleven -
ook dat functioneert slecht als er geen terugkoppeling is ("de dictatuur van de
baas"
), en zal beter functioneren met meer terugkoppeling en wel meer naarmate het gaat
over werk met meer expertise
.
Er zijn ook algemene conclusies uit deze analyse te trekken. De natuurwetenschap heeft
dat al gedaan, zonder zich dat heel expliciet bewust te zijn, en dat heet de
(natuur)wetenschappelijke methode - eigenlijk ook doodgewoon een cirkel met
terugkoppeling
. Waaruit je de vervolgconclusie kan trekken dat het misschien ook een aardig
idee zou kunnen zijn voor de menswetenschappen
-
de psychologie is deels al zo ver
. Hier op deze website passen we het ook systematisch toe, door de woorden waaruit deze
bestaat te onderwerpen aan een analyse van hun gebruik, onder naam van algemene
semantiek
.
Naar Psychologische krachten
, Psychologie
lijst
, Psychologie overzicht
, of
site home
.
|