Sådan skifter videnskabelige paradigmer
Danske forskere har udviklet en model, der illustrerer, hvordan videnskabelige paradigmer opstår, spreder sig og forsvinder igen.

Modellen viser 12 på hinanden følgende stadier af et system. De små tal under billederne indikerer tid (der er forskellige tidsintervaller mellem de forskellige billeder). I det første billede er en enkelt idé (sort) dominerende, mens alle de små prikker repræsenterer innovation og nye idéer. De små idéer udvikler sig, men i billede 4 er to idéer i skarp konkurrence, og i billede 5 og 6 har de delt systemet mellem sig. I billede 7 viser sig igen en masse små nye idéer, hvoraf flere vokser sig lidt større. I billede 9 (hvor der er gået lang tid) har en enkelt idé overtaget styringen, mens små idéer igen gør sig gældende i billede 10 og 11. I billede 12 er en enkelt idé igen dominerende.

Modellen viser 12 på hinanden følgende stadier af et system. De små tal under billederne indikerer tid (der er forskellige tidsintervaller mellem de forskellige billeder). I det første billede er en enkelt idé (sort) dominerende, mens alle de små prikker repræsenterer innovation og nye idéer. De små idéer udvikler sig, men i billede 4 er to idéer i skarp konkurrence, og i billede 5 og 6 har de delt systemet mellem sig. I billede 7 viser sig igen en masse små nye idéer, hvoraf flere vokser sig lidt større. I billede 9 (hvor der er gået lang tid) har en enkelt idé overtaget styringen, mens små idéer igen gør sig gældende i billede 10 og 11. I billede 12 er en enkelt idé igen dominerende.

Trends inden for videnskab skifter hurtigt.

Den ene dag er klima hot, den næste dag taler alle om superledere og den tredje skal der stå ’nano’ foran alt.

De skiftende trends kan opstå hurtigt, næsten eksplosivt, men har så tendens til at forsvinde igen, og langsomt drukne i konkurrencen med det nyeste nye.

Forskere fra Niels Bohr Instituttet ved Københavns Universitet og Universitet i Bremen, Tyskland, har udviklet en model, der illustrerer, hvordan og til en hvis grad hvornår, paradigme-skiftene sker. Og ud over en bedre forståelse af paradigmeskift, som var den oprindelige intention med at lave modellen, påpeger den også en risiko for ensretning inden for videnskaben.

Pas på ensrettet videnskab              

Modellen viser nemlig, at der er tendens til, at enkelte idéer får overtaget, og fastholder det i længere perioder, før de bliver trumfet af en ny idé.

Systemet favoriserer de dominernede idéer, og det er svært for nye tanker at trænge igennem. Derfor er det sjældent, at mange idéer eksisterer samtidigt.

Som eksempel fremhæver forskerne de seneste års debat om klimaet og den globale opvarmning, hvor det videnskabelige samfund i en periode alle mente det samme, mens der blev kigget skævt til skeptikere.

Fakta

Modellen er udarbejdet af professorerne Kim Sneppen og Mogens Høgh Jensen fra Niels Bohr Instituttet ved Københavns Universitet i samarbejde med Stefan Borhholdt fra Bremen Universitet i Tyskland.

Først for nylig er der blevet plads til at stille spørgsmålstegn.

»Modellen kan minde om, at vi som videnskabsfolk skal skelne mellem, hvad der er vigtigt at forske i, og hvad der er dominerende. Vi skal ikke bare følge det gældende paradigme,« siger Mogens Høgh Jensen, der er professor ved Niels Bohr Instituttet og en af forskerne bag modellen.

’The winning idea takes it all’

Når forskerne starter modellen op, har computeren kun en tidsskala, størrelsen på systemet og en såkaldt innovationsrate, altså graden af udvikling af nye idéer, at arbejde med.

Forskerne sender så en ’idé’ ud i modellen, og de virtuelle personer skal vælge, om de vil adoptere den. Modellen er programmeret til, at personernes valg især afhænger af, hvor mange andre, der allerede har adopteret idéen.

»Der er en ’the winner takes it all’-dynamik i modellen. Det skyldes, at det er svært at få spredt en ny idé, hvis man kun er én, men nemmere og nemmere, jo flere der tilslutter sig idéen – det er en forstærkende effekt. Det kaldes også kooperativitet, og fungerer som et filter for idéer, så kun få af dem vinder indpas« forklarer professor og centerleder Kim Sneppen.

Alt er muligt, men kun én gang

Der findes flere modeller af samme slags, men de opererer oftest kun med et begrænset antal mulige holdninger eller idéer. Og her adskiller den nye model sig.

»Der er et uendeligt antal mulige idéer i systemet, men hver person kan kun have en idé én gang. De kan godt have en idé, der ligner, men præcis den samme idé kan ikke optræde to gange hos samme person,« forklarer Mogens Høgh Jensen.

Små systemer bedre til innovation

Fakta

Studiet bag modellen er publiceret i tidsskriftet Physical Review Letters under navnet ’Emergence and Decline of Scientific Paradigms’.

Udover at fungere som en reminder om risikoen for ensretning og illustrere paradigmers opståen og afblomstring kan modellen også forklare, hvorfor store virksomheder ofte opkøber mindre virksomheder som en slags innovations-centre.

Det er nemlig lettere for nye idéer at trænge igennem i mindre systemer end i store, hvor de ofte bliver bremset, fordi de ikke får overbevist tilstrækkeligt mange mennesker.

Det vil sige, at de små systemer har højere innovationsrater, altså en højere grad af udvikling af nye idéer.

»I vores model skal der som udgangspunkt to allerede overbeviste til at overtale én. En af dem skal være lokal, mens den anden godt kan være langt væk. I store systemer skal der altså være flere, der tror på en idé, for at den kan sprede sig, og det er en hindring for innovation,« forklarer Kim Sneppen.

Beskriver virkelighed uden virkelige data

Der er en del svagheder forbundet med modellen, fortæller forskerne. Der ligger eksempelvis ingen reelle data til grund for den. Den består udelukkende af en algoritme, som analyserer data ud fra mekanismer og parametre, som forskerne selv har besluttet. Derfor er det interessant, at den så præcist giver et billede af, hvordan virkeligheden ser ud.

»Modellen er meget forsimplet og idealiseret, men den fanger alligevel nogle virkelige mekanismer og fundamentale processer i kraft af de sociale, selvforstærkende dynamikker, og det var også målet med at lave den,« fortæller Mogens Høgh Jensen.

Hvordan virker det?

Forskerne har opbygget modellen ud fra ganske få parametre, som de indsætter i en algoritme. Modellen er opbygget på en 2D gitter-model. I modellen kan idéer kan sprede sig på to måder: enten kan en person adoptere idéer, som andre allerede har, og spredningen foregår proportionalt med antallet af personer, der allerede har idéen.

Ellers kan en person tilfældigt få en ny idé, som ikke findes andre steder i systemet. Forekomsten af helt nye idéer afhænger af innovationsraten. Systemer med en høj innovationsrate vil have flere nye idéer og flere små klynger af idéer sideløbende med de store, dominerende.

Center for Models of Life

Kim Sneppen og Mogens Høgh Jensen er en del af en interdisciplinær gruppe ved Niels Bohr Instituttet, hvor de ved at bruge metoder fra fysikken udarbejder modeller for biologiske systemer. Gruppens arbejder kan følges ved interaktive applikationer på hjemmesiden www.cmol.nbi.dk/javaapp.php

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.



Det sker