Naučnici su često obučeni da traže apsolutno najbolje rešenje za dati problem. Na tabli, ovo bi moglo izgledati nešto kao crtanje grafikona za pronalaženje minimalne ili maksimalne tačke funkcije. Prilikom projektovanja turbomlaznog motora, to bi moglo značiti podešavanje uglova lopatica rotora za mali stepen da bi se postiglo povećanje efikasnosti za desetinu procenta.
Adrian Bejan, J.A. Džons, uvaženi profesor mašinstva na Univerzitetu Djuk, bio je zauzet demonstriranjem prvog pred razredom punim studenata kada ga je sinula misao: priroda ne funkcioniše ovako. Evolucija je niz promena dizajna koje se same od sebe dešavaju u vidljivom pravcu; nikada se ne vezuje za jednu tačku na tabli za crtanje.
Sistem ili životinja u razvoju su slobodni da jednostavno idu sa onim što funkcioniše. Ne toliko da njegove performanse mnogo pate, već dovoljno da otvori pristup drugim opcijama u blizini takozvanog optimalnog dizajna.
Pošto nauka često traži od prirode tragove za rešavanje izazova, Bejan se pitao da li bi mogao da pogleda suprotno, da predvidi prirodu pre nego što je pogleda. Ako bi oni koji rešavaju probleme i graditelji mogli slobodno da propuste apsolutno najvišu ocenu, koliko bi mogao biti veći opseg dizajna koje smatraju verovatnim?
To je pitanje koje Bejan postavlja u novom članku objavljenom na mreži 16. maja u časopisu Biosistems. Koristeći dva relativno jednostavna primera — šetališta koji voze putnike iz voza i ptica koja maše krilima — on otkriva da je odgovor „prilično“.
„U inženjerstvu, dizajnu, pozorištu, arhitekturi ili čak organizaciji ovog univerziteta, svaki oblik dizajna ima koristi od sposobnosti donošenja dobrih, ali nesavršenih odluka i slobode da se krene dalje i razmišlja o drugim prilikama za poboljšanje“, rekao je Bejan. „Ako se neko drži ideje apsolutnog najboljeg, nikada neće biti stvoreno ništa novo.
Bejan se u radu prvo osvrće na primer putnika koji dolaze vozom i prolaze kroz prostoriju sa mnogo izlaznih tačaka. Pošto ukupna površina sobe ostaje nepromenjena, ali se dužina i širina sobe slobodno menjaju, on odlučuje za optimalni oblik sobe kako bi sve putnike doveo tamo gde najbrže idu. Sa jednačinama rešenja u ruci, on pokazuje da obezbeđivanje čak 1% prostora za pomeranje nesavršenosti dalje od najboljih performansi otvara prostor za dizajn za 28%.
U svom drugom primeru, Bejan posmatra leteće kretanje ptica na skoro konstantnoj visini i brzini. Uzimajući u obzir različite uključene sile – otpor tokom klizanja, podizanje stvoreno veličinom krila, brzinom i veličinom tela, između ostalog – on formuliše jednačinu za ritam krila koji je potreban za održavanje konstantne brzine uz minimalan napor. Iako optimalan odgovor postoji, Bejan još jednom pokazuje da dozvoljavanje samo 1% nesavršenosti iznad teorijskog minimalnog napora otvara prostor za dizajn za 20%.
Bejan kaže da je odabrao ove primere jer su uključivali promenu samo jedne varijable, jednog stepena slobode – oblika za sobu ili ritma mahanja za krilo. U složenijim primerima koji uključuju mnogo varijabli, ove male tolerancije na nesavršenost stvaraju još širi spektar „dovoljno dobrih“ rešenja.
Naučena lekcija je da nauka sada ima prediktivnu ideju o tome kako priroda funkcioniše. Usredsređujući se manje na pronalaženje apsolutno optimalnih dizajna, istraživači mogu koristiti slobodu da se iterativno kreću ka potpuno novim konceptima dizajna koji im inače ne bi bili na vidiku. Takođe daje dizajnu, metodama i čitavim oblastima proučavanja sposobnost da se prilagode svetu koji se menja.
„Doktrina jurnjave za najboljim dizajnom nije od pomoći“, rekao je Bejan. „Nastava nauke treba da ide ruku pod ruku sa slobodom da pucaš, pogodiš blizinu mete i kreneš dalje. Krajnji cilj nije samo pogoditi metak, već zadržati više strela u tobolcu. da nastavite da snimate u dužem vremenskom periodu.“
