George Whitesides: Auf dem Weg zu einer Wissenschaft der Einfachheit

Die meisten Vorträge die Sie in den vergangenen sieben grossartigen Tagen gehört haben wurden durch Leute gehalten, welche die Eigenschaft haben, dass sie über etwas nachgedacht haben, sie sind Experten, sie wissen worum es geht. Alle von Ihnen wissen über das Thema, über das ich zu Ihnen sprechen soll. Das heisst, Sie wissen was Einfachheit ist, und Sie wissen was Komplexität ist. Das Problem ist, ich weiss es nicht. Und ich werde mit Ihnen meine Unwissenheit zum Thema teilen.

Ich möchte, dass Sie dies lesen, weil wir gleich darauf zurück kommen werden. Das Zitat stammt von dem sagenhaften Potter Stewart Gutachten über Pornographie. Und lassen Sie mich es Ihnen vorlesen, diese wichtigen Details hier. "Kurzbeschreibung, Hardcore Pornographie; und vielleicht werde ich es nie schaffen, es klar zu definieren. Doch ich erkenne es, wenn ich es sehe." Ich werde gleich darauf zurückkommen.

Nun also, was ist Einfachheit? Es ist sinnvoll, mit einigen Beispielen zu beginnen. Eine Kaffeetasse, wir denken nicht an Kaffeetassen, doch es ist viel interessanter als man denken möchte. Eine Kaffeetasse ist ein Gerät, ja, welches einen Behälter, jawohl, und einen Griff hat, jawohl. Der Griff erlaubt es Ihnen, es zu halten wenn der Behälter mit heisser Flüssigkeit gefüllt ist, jawohl. Wieso ist dies wichtig? Nun, es ermöglicht Ihnen Kaffee zu trinken. Doch dadurch, dass der Kaffee heiss ist, ist die Flüssigkeit keimfrei. Sie werden kaum Cholera bekommen davon. Also ist die Kaffeetasse, oder die Tasse mit Griff, eines von der Gesellschaft benutzten Werkzeuge um die öffentliche Gesundheit zu erhalten. Scheren sind Ihre Kleider. Brillen ermöglichen Ihnen, Dinge zu sehen und verhindern, dass Sie von Geparden gefressen werden oder von Autos überfahren zu werden. Und Bücher sind eigentlich Ihre Bildung.

Doch es gibt eine weitere Kategorie einfacher Dinge, die auch sehr wichtig sind. Einfach in der Funktion, doch überhaupt nicht einfach konstruiert. Und die zwei hier sind Beispiele dafür. Das eine ist das Mobiltelefon, das wir täglich benutzen. Es beruht auf einer Komplexität, welche Eigenschaften aufweist, die sehr verschieden sind von jenen, die mein Freund Benoit Mandelbrot besprochen hat, die jedoch sehr interessant sind. Und das andere Beispiel ist die Verhütungspille, welche auf sehr einfache Weise die Gesellschaftsstruktur fundamental verändert hat indem sie die gesellschaftliche Rolle der Frauen verändert hat indem sie ihnen ermöglichte, zu entscheiden ob sie Nachwuchs möchten oder nicht.

Ich denke, es gibt zwei Möglichkeiten über dieses Wort nachzudenken. Und hier habe ich das Zitat von Potter Stewart verändert, indem ich sage, dass wir über etwas nachdenken können, das von Schere bis zum Mobiltelefon alles beinhaltet, Internet und Verhütungspillen indem wir sagen dass sie einfach sind -- die Funktionen sind einfach -- und wir erkennen, was diese Einfachheit ist wenn wir sie sehen.

Oder es mag eine andere Möglichkeit geben es zu tun, indem man über das Problem nachdenkt, was Moralphilosophen als das Teekannen-Problem bezeichnen. Ich möchte das Teekannen-Problem so darstellen. Nehmen wir an, Sie sehen eine Teekanne, und die Teekanne ist gefüllt mit heissem Wasser. Und Sie fragen sich dann: Wieso ist das Wasser heiss? Und das ist eine einfache Frage. Es ist wie: Was ist Einfachheit? Eine Antwort wäre: Weil die kinetische Energie der Wassermoleküle hoch ist und sie schnell gegeneinander prallen. Das ist eine Art physikalisches Argument. Ein zweites Argument wäre: Weil sie auf einem eingeschalteten Herd stand. Das ist ein historisches Argument. Ein drittes ist, dass ich heisses Wasser wollte für meinen Tee. Das ist ein intentionales Argument. Und, weil dies alles von einem Moralphilosophen kommt, wäre das vierte Argument, dass dies Gottes Plan für das Universum ist. All dies sind Möglichkeiten.

Der Punkt ist, dass Sie Schwierigkeiten bekommen wenn Sie eine einzelne Frage stellen mit einem begrenzten Antwortraum, wobei diese einzelne Frage tatsächlich viele Fragen darstellt mit ziemlich verschiedenen Bedeutungen, doch mit den selben Worten. Zu fragen "Was ist Einfachheit" fällt meiner Meinung nach in diese Kategorie. Was ist der Stand der Wissenschaft? Interessanterweise ist die Komplexität sehr hoch entwickelt. Wir haben viele interessante Informationen darüber, was Komplexität ist. Aus etwas schleierhaften Gründen wird der Einfachheit fast nicht auf den Grund gegangen, mindestens nicht in der akademischen Welt.

Wir Akademiker -- ich bin selbst ein Akademiker -- wir lieben die Komplexität. Wir können Artikel über Komplexität schreiben. Und das Schöne an Komplexität ist, dass sie grundsätzlich schwer zu bewältigen ist, so dass man nicht für die Resultate verantwortlich ist. Einfachheit -- alle von Ihnen hätten wirklich gerne dass Ihr Mixer morgens tut, was immer ein Mixer tun soll, doch nicht explodieren oder Beethoven spielen soll. Sie sind nicht interessiert an den Beschränkungen dieser Dinge. Worin man interessiert ist hat viel mit der Belohnung durch das System zu tun. Und es gibt viel Belohnung, über Komplexität und Emergenz nachzudenken, und nicht so sehr über Einfachheit. Was ich tun möchte, ist Ihnen bei einer wichtigen Aufgabe zu helfen, welche Sie nicht oft zu haben glauben, es geht darum, zu verstehen wie man bei einem Abendessen neben einem Physiker sitzen und eine Konversation führen kann. Und die Wörter, auf die Sie sich konzentrieren sollten, sind Komplexität und Emergenz, weil diese Ihnen ermöglichen werden, ein Gespräch zu starten und dann über andere Dinge zu sinnieren.

(Gelächter)

Nun gut, was ist Komplexität im Angesicht dieser Dinge? Und was ist Emergenz? Wir haben tatsächlich eine ziemlich gute Arbeitsdefinition von Komplexität. Es ist ein System, wie der Verkehr, welches über Komponenten verfügt. Die Komponenten stehen in Wechselwirkung zueinander. Dies sind Fahrzeuge und Fahrer. Sie verströmen Energie. Es stellt sich heraus, wenn immer Sie dieses System haben, geschehen komische Sachen, und Sie in Los Angeles wissen das vermutlich besser als alle anderen. Hier ist ein weiteres Beispiel welches ich hier bringe, weil es ein Beispiel wirklich wichtiger aktueller Wissenschaft ist. Sie können es unmöglich lesen. Es ist nicht die Meinung, dass Sie es lesen. Doch dies ist ein winziger Teil der chemischen Reaktionen, die in jeder Ihrer Zellen zu jeder Zeit ablaufen. Es ist wie der Verkehr den Sie sehen, das Erstaunliche an der Zelle ist, dass sie einen ziemlich stabilen Zustand der Zusammenarbeit mit anderen Zellen unterhält. Doch wir wissen nicht weshalb. Wenn Ihnen irgend jemand erzählt, dass wir das Leben verstehen, laufen Sie weg.

Und lassen Sie mich das so weit wie möglich vereinfachen. Wir haben kürzlich von Bill Gates gehört. Alle von uns interessieren uns auf eine Weise für dieses Ding, das wir einen Bill Gates nennen. Unglaublich. Sie lernen alles darüber, was Sie können. Und dann gibt es eine andere Sache, die Sie studieren können, und Sie studieren hart darüber. Das ist ein Bono; dies ist Bono. Und dann, wenn Sie denken Sie wissen alles Mögliche über diese zwei Dinge, und Sie zusammen stellen, was können Sie über diese Kombination sagen? Die Antwort ist: Nicht viel. Und das ist Komplexität. Nun, stellen Sie sich vor, dies zu erweitern, zu einer Stadt oder einer Gesellschaft, und Sie haben offensichtlich ein interessantes Problem.

Nun gut, lassen Sie mich Ihnen ein Beispiel zeigen von Einfachheit, einer bestimmten Art. Und dann möchte ich einen Begriff einführen den ich für sehr brauchbar halte, nämlich "Aufstapeln". Und ich werde Aufstapeln benutzen für eine Art Einfachheit, welche die Eigenschaft hat, so einfach zu sein und so zuverlässig dass ich Dinge damit bauen kann. Oder ich werde einfach verwenden für zuverlässig, vorhersagbar, wiederholbar. Und ich werde das Internet als Beispiel verwenden, weil es ein aussergewöhnlich gutes Beispiel ist für aufgestapelte Einfachheit. Wir nennen es ein komplexes System, was es auch ist, doch es ist auch etwas anderes.

Das Internet beginnt mit Mathematik. Es startet mit dem Binären. Und wenn Sie sich die Liste am unteren Ende anschauen, wir kennen die arabischen Zahlen, 1 bis 10 und so weiter. Eins entspricht binär 0001. Sieben ist 0111. Die Frage stellt sich: Weshalb ist binär einfacher als Arabisch? Und die Antwort ist einfach, wenn ich drei Finger nach oben halte, können Sie das einfach zählen, doch wenn ich dies aufhalte, ist es schwierig zu sagen, dass ich Sieben angezeigt habe. Der Vorzug ist es, dass es die einfachste Art ist Zahlen darzustellen. Alles andere ist komplizierter. Sie können damit Fehler entdecken. Es lässt sich unmissverständlich lesen. Das Binäre hat viele gute Dinge. Also ist es sehr, sehr einfach wenn Sie einmal wissen, wie es zu lesen ist. Nun, wenn Sie diese Null und Eins des Binären darstellen möchten, benötigen Sie ein Gerät. Und denken Sie an Dinge in Ihrem Leben die binär sind. Eines davon ist der Lichtschalter. Er kann ein- oder ausgeschaltet sein. Das ist binär.

Nun können Schalter kaputt gehen, wie wir alle wissen. Doch unsere Freunde, die Feststoff-Physiker haben vor etwa 50 Jahren ein sehr schönes Gerät erfunden, das unter dieser Glocke gezeigt ist, einen Transistor. Ein Transistor ist nichts anderes als ein Schalter. Es schaltet Dinge ein und aus, doch er macht dies, ohne Dinge zu bewegen, und es geht für eine sehr lange Zeit nicht kaputt. Also war die zweite Schicht der Einfachheit der Transistor und das Internet. Da also der Transistor so einfach ist, können Sie viele davon zusammen stellen. Und wenn Sie viele davon zusammen stellen erhalten Sie so etwas wie Integrierte Schaltkreise. Und ein integrierter Schaltkreis hat in jedem dieser Chips etwa eine Milliarde Transistoren, die alle jedes Mal perfekt arbeiten sollten. Dies ist die nächste Schicht der Einfachheit, und tatsächlich sind integrierte Schaltkreise wirklich einfach im Sinne davon, dass sie gewöhnlich wirklich gut funktionieren.

Mit integrierten Schaltkreisen können Sie Mobiltelefone bauen. Sie sind sich alle gewöhnt, dass Ihre Mobiltelefone funktionieren während der meisten Zeit. Boston ist ein wenig wie Namibia bezüglich der Mobilfunkabdeckung, so dass wir nicht sie immer haben, doch während einiger Zeit. Doch tatsächlich, wenn Sie Mobiltelefone haben, können Sie zu dieser netten Dame gehen, die irgendwo wie Namibia ist, und extrem glücklich ist mit der Tatsache, dass obwohl sie keinen Master-Abschluss in Elektroingenieurwissenschaften des M.I.T. hat, sie dennoch in der Lage ist, ihr Mobiltelefon auf eine lustige Art zum Aufladen zu bringen. Und daher kommt das Internet. Und dies ist eine Karte des Datenstroms über die Kontinente. Die zwei hellen Kleckse da in der Mitte sind die Vereinigten Staaten und Europa.

Zurück zur Einfachheit also. Hier haben wir, was ich für eine der grossen Ideen halte, nämlich Google, welches in diesem simplen Portal den Anspruch erhebt alle Information der Welt verfügbar zu machen. Der Punkt ist, dass diese aussergewöhnlich einfache Idee auf Schichten der Einfachheit gründet, zusammengefügt zu einer Komplexität die in sich einfach ist, im Sinne davon, dass sie total zuverlässig ist.

Gut, lassen Sie mich abschliessen mit vier generellen Bemerkungen, einem Beispiel und zwei Aphorismen. Die Eigenschaften, die ich für nützlich halte, um über einfache Dinge nachzudenken: Erstens sind sie vorhersehbar. Deren Verhalten ist vorhersehbar. Nun ist eine der netten Eigenschaften einfacher Dinge, dass Sie wissen, was sie normalerweise tun werden. Also sind Einfachheit und Vorhersehbarkeit Eigenschaften einfacher Dinge. Zweitens, und dies ist eine sehr realistische Bemerkung, sind sie günstig. Wenn Sie Dinge haben, die günstig genug sind, werden Leute Gebrauch finden dafür, auch wenn es sehr primitiv ausschauen mag. Zum Beispiel Steine. Sie können mit Steinen Kathedralen bauen, sie brauchen bloss zu wissen, was es macht. Sie schneiden sie in Blöcke, und dann stapeln Sie sie aufeinander, und sie tragen Gewicht.

Also muss eine Funktion bestehen, die Funktion muss vorhersehbar sein und die Kosten müssen niedrig sein. Dies bedeutet dass Sie eine hohe Leistungsfähigkeit benötigen, oder Gegenwert für die Kosten. Und dann würde ich vorschlagen bei dieser letzten Komponente dass sie als Bausteine verwendet werden, oder das Nutzenpotenzial hierzu haben, das heisst, dass Sie sie aufeinander schichten können. Und schichten kann dies bedeuten, oder das, oder etwas beliebig anderes im Raum. Doch wenn Sie etwas haben, das eine Funktion erfüllt, und wirklich günstig ist, werden die Menschen neue Möglichkeiten finden, es zusammen zu setzen und neue Dinge daraus machen. Günstige, funktionelle, zuverlässige Dinge setzen die Kreativität von Menschen frei die dann Dinge bauen, die Sie sich nicht vorstellen können. Es wäre unmöglich gewesen, das Internet vorher zu sehen, basierend auf dem ersten Transistor. Es ist einfach nicht möglich. Dies also sind die Komponenten.

Nun, das Beispiel ist etwas, das ich Ihnen aus unserer eigenen Arbeit vorstellen möchte. Wir sind sehr interessiert daran, Gesundheitspflege in Entwicklungsländer zu bringen. Und eines der Dinge, das wir in diesem speziellen Geschäft tun möchten, ist einen Weg in der medizinischen Diagnose zu finden, der fast kostenlos ist und somit zu bewältigen ist. Nun, wie kommt man zu so etwas? Dies ist eine Welt, in der es keinen Strom gibt, es gibt kein Geld, es gibt keine medizinische Kompetenz. Und ich möchte Sie nicht mit Details aufhalten, doch in der unteren rechten Ecke sehen Sie ein Beispiel dafür, was wir haben dafür. Es ist ein kleines Kartonstück. Es hat einige wenige Dinge darauf aufgedruckt mit der selben Technologie, mit denen Comic-Bücher hergestellt werden, was uns zu dieser speziellen Idee inspiriert hat. Und in diesem Fall bringen Sie einen Tropfen Urin unten an. Es arbeitet sich in diese kleinen Äste hoch. Sie sehen, es braucht keinen Strom dafür. Es wird farbig. In diesem speziellen Fall lässt sich Nierenfunktion ablesen. Und, da es sich bei Gesundheitspflegenden in diesen Teilen der Erde um 18-Jährige mit einer AK-47 handelt, die keine Arbeit haben und bereit sind, herum zu ziehen und diese Art von Dingen zu tun, können ein Bild davon mit ihrem Mobiltelefon machen, das Bild einem Arzt senden, und der Arzt kann es sich anschauen.

Was hier also geschehen ist, ist Technologie einzusetzen, die überall verfügbar ist, ein Gerät zu bauen, das extrem günstig ist, und es in einer Art herzustellen, die sehr, sehr zuverlässig ist. Wenn wir dies durchziehen können, wenn wir mehr Funktionalität einbauen können, wird es stapelbar sein. Das heisst, wenn wir die Basistechnologie einer oder zwei Dinge zum Laufen bringen, wird es anwendbar für eine sehr, sehr grosse Vielzahl menschlicher Zustände, und damit sowohl in vertikaler und horizontaler Richtung ausbaubar. Ich muss sagen, dass ein Teil meiner Motivation darin besteht, dass ich gerne, wie kann ich dies nett ausdrücken, die Kapitalstruktur im US-Gesundheitswesen ändern, oder bedeutungslos machen möchte, welche grundsätzlich am Ende ist.

Lassen Sie mich also abschliessen -- (Applaus)

Lassen Sie mich abschliessen mit zwei Aphorismen. Einer davon ist von Herrn Einstein. Und er sagt: "Alles sollte so einfach wie möglich sein, doch nicht einfacher." Und ich denke, das ist eine sehr gute Art, über das Problem nachzudenken. Wenn Sie zu viel aus etwas herausnehmen, das einfach ist, verlieren Sie Funktionalität. Sie brauchen niedrige Kosten, doch Sie brauchen auch eine Funktion. Also können Sie es nicht zu einfach machen. Und das zweite ist ein Problem des Designs, es ist nicht direkt relevant, doch es ist eine hübsche Feststellung.

Es kommt von Saint-Exupery. Und er sagt: "Du weisst, dass du perfektes Design hast, nicht, wenn du nichts mehr hinzuzufügen hast, sondern wenn du nichts weiteres wegnehmen kannst." Und das geht bestimmt in die richtige Richtung. Nun, ich denke, was man beginnen kann mit dieser Herangehensweise an das Wort Einfachheit, welche nicht Rancuzzi abdeckt, nicht die Frage beantwortet, ob Mondrian besser oder schlechter ist oder einfacher oder weniger einfach ist als Van Gogh, und bestimmt nicht die Frage behandelt, ob Mozart oder Bach einfacher ist.

Doch es macht die Feststellung, die auf eine Weise unterscheidet zwischen der realen Welt der Menschen, die Dinge herstellen, und der Welt der Menschen, die über Dinge nachdenken, was die intellektuelle Herausforderung beinhaltet zu fragen: Wir machen wir Dinge so einfach als möglich, so günstig als möglich, so funktionell als möglich und so frei verknüpfbar als möglich? Wenn wir diese Art von Einfachheit in unsere Technologie bringen, und es dann euch Leuten geben, können Sie damit weggehen und viele fantastische Dinge damit tun.

Vielen Dank.

(Applaus)

Chris Anderson: Eine kurze Frage. Können Sie sich also vorstellen, dass eine Wissenschaft der Einfachheit zum Punkt gelangt, wo man sich verschiedene Systeme anschauen kann, vielleicht ein Finanz-, Rechts- oder Gesundheitssystem und sagen kann das beinhaltet eine Gefahr oder Fehlfunktion aus folgenden Gründen, und hier ist, wie wir es vereinfachen könnten?

George Whitesides: Ja, ich denke man könnte dies tun, denn wenn Sie die Komponenten des Systems betrachten, und deren Zerbrechlichkeit, oder Stabilität, betrachten, können Sie darauf basierend vielleicht eine Risikobeurteilung vornehmen.

CA: Haben Sie begonnen, das zu tun? Ich meine, mit dem Gesundheitswesen haben Sie eine Art radikaler Lösung auf der Kostenseite, doch was ist mit dem System selber?

GW: Nun, nein. Wie soll ich das einfach ausdrücken, nein.

CA: Das war eine einfache, starke Antwort. GW: Ja.

CA: Nun, was Ihre Diagnosetechnologie betrifft, wo steht diese, und wann denken Sie wird diese in grossem Umfang verfügbar sein.

GW: Das wird bald auskommen, das System funktioniert, und wir müssen herauskriegen, wie wir es herstellen und diese Art von Dingen tun können, doch die Basistechnologie funktioniert.

CA: Sie haben ein Unternehmen gegründet, um zu -- GW: eine Stiftung, eine Stiftung. Nicht gewinnorientiert.

CA: Alles klar. Nun, vielen Dank für Ihre Rede. Danke.