Een visuele geschiedenis van menselijke kennis

Hoe groeit kennis? Soms begint het met één inzicht dat zich daarna vertakt.
Infographics-expert Manuel Lima onderzoekt de duizendjarige geschiedenis van het in kaart brengen van data -- van talen tot dynastieën -- gebruik makend van boomstructuren voor informatie.
Het is een fascinerende geschiedenis van visualisatie, en een blik op de menselijke neiging om alles wat we weten in kaart te brengen.

De laatste 10 jaar

onderzoek ik de manier waarop mensen
informatie organiseren en visualiseren.

En ik zag een interessante verandering.

Lange tijd geloofden we
in een hiërarchische orde

in de wereld om ons heen,

bekend als de lange keten van zijn,
of 'Scala naturae' in het latijn.

Dit is een top-downstructuur
die normaal begint met God bovenaan,

gevolgd door engelen, edelen,

burgers, dieren enzovoort.

Het idee was gebaseerd op
de ontologie van Aristoteles,

die alles wat de mens weet, classificeert
in verschillende categorieën,

zoals die je hier achter me ziet.

Maar interessant genoeg

nam dit concept geleidelijk
de vorm aan van een boom met takken,

ook bekend als de boom van Porphyrius,

die beschouwd wordt als
de oudste boom van kennis.

Het vertakkende schema van de boom

was in feite een dermate sterke metafoor
voor het overbrengen van informatie

dat het geleidelijk een
belangrijk communicatiemiddel werd

om verschillende kennissystemen te tonen.

We zien boomstructuren
om moraliteit te verbeelden,

met de populaire boom van deugden
en boom van ondeugden,

zoals je hier ziet, met deze
mooie illustraties uit middeleeuws Europa.

We zien boomstructuren om
bloedverwantschap te tonen,

de bloedbanden tussen mensen.

Ook zien we boomstructuren
om genealogie te tonen,

misschien wel het bekendste
gebruik van het boomdiagram.

Ik denk dat velen hier in het publiek
een stamboom hebben gezien.

Velen hebben hun eigen stamboom
op die manier opgemaakt.

We zien boomstructuren zelfs in
systemen van wetgeving,

de verschillende regels en wetten
van koningen en heersers.

En tenslotte, natuurlijk, als
populaire wetenschappelijke metafoor,

zien we boomstructuren om alle
bekende soorten te tonen.

Boomstructuren werden
zulke sterke visuele metaforen

omdat ze op veel manieren
de menselijke behoefte belichamen

aan orde, balans, eenheid en symmetrie.

Maar tegenwoordig zien we nieuwe
complexe, samenhangende uitdagingen,

die niet in een simpel boomdiagram passen.

Nu verrijst een nieuwe metafoor

en is bezig de boomstructuur te vervangen

om de verschillende kennissystemen
te verbeelden.

Het biedt ons een nieuwe lens
om de wereld om ons heen te begrijpen.

Deze nieuwe metafoor is
de metafoor van het netwerk.

We zien deze verandering van
bomen naar netwerken

in veel kennissectoren.

We zien deze verandering in
hoe we het brein willen begrijpen.

Vroeger keken we naar de hersenen

als een modulair, gecentraliseerd orgaan,

waarin elk gebied verantwoordelijk was
voor bepaalde acties en handelingen.

Hoe meer we weten over het brein,

hoe meer we het zien als
een grote muzikale symfonie,

gespeeld door honderden
of duizenden instrumenten.

Dit is een mooie foto,
gemaakt door het Blue Brain Project,

waarop je 10.000 neuronen
en 30 miljoen verbindingen ziet.

En we zien maar 10 procent van
een neocortex van een zoogdier.

We zien deze verandering ook in
hoe we menselijke kennis zien.

Dit zijn opmerkelijke kennisbomen,
boomstructuren van de wetenschap,

door de Spaanse wetenschapper Ramon Llull.

Llull was de voorloper,

de allereerste die de metafoor
van kennis als een boom creëerde,

een metafoor die we dagelijks gebruiken,
als we zeggen:

"Biologie is een wetenschapstak",

wanneer we zeggen:

"Genetica is een wetenschapstak."

Maar misschien de mooiste van
alle kennisbomen, tenminste voor mij,

is gemaakt voor de Franse encyclopedie
door Diderot en d'Alembert in 1751.

Het was het bastion van
Franse Verlichting,

en deze schitterende illustratie

is de inhoudsopgave van de encyclopedie.

Het verbeeldt de kennisdomeinen

als aparte takken van een boom.

Maar kennis is veel ingewikkelder.

Dit zijn 2 kaarten van Wikipedia
die verwijzingen tussen artikelen tonen--

links over geschiedenis
en rechts over wiskunde.

Door te kijken naar deze en andere kaarten
die zijn gemaakt over Wikipedia --

een van de grootste rhizomatische
structuren door mensen gemaakt --

kunnen we begrijpen hoe menselijke kennis

veel complexer
en onderling afhankelijk is,

net als een netwerk.

We zien deze interessante verandering ook

in hoe we sociale contacten
tussen mensen in kaart brengen.

Hier is een typische organogram.

Ik ga ervan uit dat jullie
zo'n kaart hebben gezien,

voor bedrijven en organisaties.

Het is een hiërarchische structuur

met bovenaan normaliter de CEO,

die je naar beneden kan volgen,
tot op de individuele werkers.

Maar mensen zijn soms -- eigenlijk
zijn alle mensen uniek op hun manier,

en soms kun je niet goed werken
in zo'n rigide structuur.

Ik denk dat het internet
dit denkkader aan het veranderen is.

Dit is een fantastische kaart
van online sociale samenwerking

tussen Perl-ontwikkelaars.

Perl is een bekende programmeertaal,

en hier zie je hoe
verschillende programmeurs

bestanden uitwisselen
en samenwerken in bepaalde projecten.

Hier zie je: het is een
volledig gedecentraliseerd proces

-- er is geen leider in de organisatie,

het is een netwerk.

We zien deze verandering ook
in terrorisme.

Een van de uitdagingen in het begrijpen
van terrorisme is tegenwoordig

dat we te maken hebben met
gedecentraliseerde, onafhankelijke cellen,

waar er geen leiding is
over het gehele proces.

Hier zie je hoe visualisatie
wordt gebruikt.

Dit diagram achter me

laat alle terroristen zien van
de aanval in Madrid in 2004.

Hier hebben ze het netwerk opgedeeld

in 3 verschillende jaren,

uitgebeeld door de verticale lagen
die je hier ziet.

De blauwe lijnen verbinden de mensen

die elk jaar aanwezig waren
in het netwerk.

Dus zelfs al is er geen echte leider,

deze mensen zijn waarschijnlijk
de invloedrijkste in de organisatie.

Zij weten het meest over het verleden

en de toekomstige doelen van deze cel.

We kunnen de verandering van
bomen naar netwerken ook zien

in hoe we soorten classificeren
en organiseren.

Het beeld rechts is de enige illustratie

die Darwin plaatste in zijn
'De oorsprong der soorten'.

Darwin noemde die de 'Levensboom'.

Er is een brief van Darwin
aan zijn uitgever,

die het belang van dit diagram uitlegde.

Het was cruciaal
voor Darwin's evolutieleer.

De laatste tijd ontdekken wetenschappers
dat bovenop deze levensboom

een netwerk van bacteriën ligt,

en deze bacteriën voegen soorten samen

die eerder volledig apart waren,

in wat wetenschappers niet
een 'levensboom' noemen

maar het 'levensweb',
het netwerk van het leven.

En als laatste kunnen we
deze verandering weer zien

in de ecosystemen op onze planeet.

We hebben niet meer het simpele
roofdier-prooi-diagram

dat we leerden op school.

Dit is een meer accurate
weergave van een ecosysteem.

Dit diagram is gemaakt door
professor David Lavigne.

Het brengt bijna 100 soorten in kaart
die met de kabeljauw in contact staan

voor de kust van Newfoundland in Canada.

Ik denk dat we hierdoor kunnen begrijpen
hoe ingewikkeld en samenhangend

de meeste ecosystemen
op onze planeet zijn.

Maar hoe recent deze metafoor
van het netwerk ook is,

hij is al verschillende vormen
aan het aannemen,

als een groeiende visuele taxonomie.

Het wordt bijna de syntax
van een nieuwe taal.

En dit is een aspect dat me fascineert.

Dit zijn 15 verschillende onderverdelingen

die ik in de loop der tijden verzamelde.

Het toont de immense visuele
diversiteit van deze nieuwe metafoor.

Dit is voorbeeld.

Helemaal bovenaan,
zie je 'radiale convergentie',

een visualisatiemodel dat
populair is geworden in de laatste 5 jaar.

Het allereerste project, linksboven,
is een genen-netwerk,

gevolgd door een netwerk van IP-adressen
-- machines, servers --

gevolgd door een netwerk van
Facebook-vrienden.

Het zijn de meest
uiteenlopende onderwerpen,

en toch gebruiken ze dezelfde metafoor,
hetzelfde visuele model

om de nooit eindigende complexiteit
van hun eigen onderwerp te tonen.

Hier zijn meer voorbeelden
van mijn verzameling,

van deze groeiende visuele
taxonomie van netwerken.

Maar netwerken zijn meer dan
een wetenschappelijke metafoor.

Ontwerpers, onderzoekers, wetenschappers,
brengen complexe systemen in kaart.

Hierdoor beïnvloeden ze
traditionele kunstvormen

als schilderen en beeldhouwen

en beïnvloeden
veel verschillende kunstenaars.

En misschien omdat netwerken grote
esthetische kracht op hen uitoefenen

--ze zijn tenslotte schitterend--

worden ze een culturele 'meme',

en voeden een nieuwe kunststroming
die ik 'netwerkisme' noem.

We zien deze invloed op
deze beweging op verschillende manieren,

Dit is maar een van vele voorbeelden,

waar je deze invloed van wetenschap
op kunst kan zien.

Het voorbeeld links is een IP-kaart,

een computergegenereerde kaart
van IP-adressen: servers, machines.

En rechts zie je

'Vergankelijke structuren en
instabiele netwerken' van Sharon Molloy,

olieverf en emaille op canvas.

Hier zijn nog wat schilderijen
van Sharon Molloy.

schitterende, ingewikkelde schilderijen.

Het is nog een voorbeeld
van zo'n interessante kruisbestuiving

tussen wetenschap en kunst.

Links zie je 'Operatie glimlach'.

Een computergegenereerde kaart
van een social netwerk.

Rechts zie je 'Veld 4' van Emma McNally,

gemaakt met enkel grafiet op papier.

Emma McNally is een van de leiders
van deze beweging.

Ze maakte schitterende
denkbeeldige landschappen,

waar je de invloed van traditionele
netwerk-visualisaties kan zien.

Maar netwerkisme heeft
meer dan 2 dimensies.

Dit is een van mijn favoriete projecten

van deze nieuwe beweging.

Ik denk dat de titel alles zegt
-- het heet:

'Zonnestelsels vormen zich rond vezels,

zoals druppels rond de draden van
een spinnenweb.'

Ik vond juist dit project
ontzettend krachtig.

Het was gemaakt door Tomás Saraceno.

Deze neemt grote ruimtes in beslag
met immense installaties

gemaakt van enkel elastische kabels.

Terwijl je deze ruimte doorkruist
en die elastieken aanraakt,

beweegt het hele netwerk, bijna zoals
een echt organisch netwerk zou doen.

En hier is nog een voorbeeld

dat netwerkisme naar
een heel ander niveau tilt.

Dit is gemaakt door de
Japanse kunstenaar Chiharu Shiota.

Het stuk heet 'In stilte'.

Chiharu, net als Tomás Saraceno,
vult kamers met een dicht netwerk,

een dicht web van elastische kabels,
zwarte wol en draad,

soms met objecten zoals hier,

soms zelfs met mensen,
in veel van haar installaties.

Maar netwerken zijn
niet slechts een nieuwe trend,

en het is te makkelijk
om ze zo weg te zetten.

Netwerken belichamen decentralisatie,

interconnectiviteit en
onderlinge afhankelijkheid.

En deze nieuwe manier van denken
is heel belangrijk

bij het oplossen van veel complexe
problemen die we tegenwoordig zien,

van het ontcijferen
van het menselijk brein,

tot het begrijpen van het immense heelal.

Links zie je een foto van
een neuraal netwerk van een muis

-- vergelijkbaar met dat
van ons op dit niveau.

En rechts zie je de Millennium-simulatie.

Het was de grootste en
meest realistische simulatie

van de groei van de kosmos.

Het kon de geschiedenis van
20 miljoen sterrenstelsels nabootsen

in ongeveer 25 terabyte uitvoer.

Toevallig of niet,

ik vind deze specifieke vergelijking

tussen de kleinste schaal
van kennis -- het brein --

en de grootste -- het heelal zelf --

uiterst opvallend en fascinerend.

Want zoals Bruce Mau ooit zei:

"Wanneer alles is verbonden
met al het andere,

dan is, ten goede of ten kwade,
alles belangrijk".

Hartelijk bedankt.

(Applaus)