Korkialentoista: Erilaisuuden hämmästyttävä tehokkuus ongelmanratkaisussa

Tämä on ”Korkialentoista – tarinaa taloudesta, tieteestä ja vähän asian vierestä” -artikkelisarjan toinen osa. Ensimmäiseen osaan pääset tästä.  Artikkelisarjan tavoitteena on nostaa valokeilaan ihmisten, yritysten ja ihmiskunnan kannalta merkittäviä löydöksiä tieteeseen pohjautuen.

Erilaisuus on monen ihmiskunnan kehitykseen ja selviämiseen vaikuttavan ilmiön ajovoima sekä tehokkain väline vaikeiden ja monimutkaisten ongelmien ratkaisujen etsimisessä. Tämä on ensimmäinen kahdesta tekstistä, joissa kuvataan erilaisuuden merkitystä, ilmenemismuotoja sekä erilaisuutta tuottavia ja hyödyntäviä ongelmanratkaisun prosesseja.  

 

Erilaisuus on evoluution ja kulttuurisen kehityksen vauhdittaja

Evoluutio perustuu erilaisten ratkaisujen toimivuuden koettelemiseen ympäristössä; ihminen on kehittynyt tuottamalla erilaisia geeniensä leviämistä edistäviä ratkaisuja yhä uusiin ja jatkuvasti muuttuviin elinympäristön haasteisiin. Mikäli olisimme jossakin vaiheessa tulleet kaikki toistemme kaltaisiksi, meitä ei enää olisi täällä.

Kasveillekin monimuotoisuus on edellytys selviytymiselle erilaisissa ongelmatilanteissa. 170 vuotta sitten irlantilaiset viljelivät vain yhtä ainoata perunalajiketta, joka altistui perunarutolle. Koko sato menetettiin, ja miljoonia kuoli nälkään. Kahdella perunalajikkeella meillä olisi nykyään paljon enemmän irlantilaisia. Valitettavasti meillä on tällä hetkellä hyvin rajallinen käsitys siitä, mihin alueellisiin tai laajempiin katastrofeihin[1] ilmaston nopean lämpenemisen aiheuttama lajien muuttuminen ja häviäminen voivat johtaa. Nopea lämpeneminen ei anna lajeille mahdollisuutta sopeutua evoluution avulla.

Biodiversiteettiä tukevan geneettisen kehityksen rinnalla kulttuurien monimuotoisuus pitää yllä elämäntapojen ja luonnon käytön moninaisuutta. Länsimainen kulttuuri kykeni aikanaan tehokkaasti omaksumaan hyödyllisiä tuotoksia muista kulttuureista – Kiinasta ruudin ja paperin, arabimaista numerot sekä matematiikan, tähtitieteen ja kemian perusteet. Toivottavasti emme jatkossakaan rakenna muureja erilaisten kulttuurien välille.

Yritystoiminnassa erilaisuus on osoittautunut voittavaksi kilpailustrategiaksi verrattuna paremmuudella kilpailemiseen. Sama toimii myös sodassa. Rommelin menestys ei perustunut hänen paremmuuteensa taisteluissa, vaan hänen tekemiensä valintojen tavattomaan yllätyksellisyyteen.

Kaupungissa tuotettujen innovaatioiden määrä per capita kasvaa noin 15 % kaupungin väkiluvun kaksinkertaistuessa.

Kaupungistumisen menestys ja vaikutus maailman kehitykseen liittyy suurelta osin kaupunkien ylisuhteiseen eli ns. superlineaariseen kykyyn tuottaa innovaatioita. Kaupungissa tuotettujen innovaatioiden määrä per capita kasvaa noin 15 % kaupungin väkiluvun kaksinkertaistuessa. Tämä perustuu mahdollisuuteen törmäyttää erilaisia asioita ja eri tavoin ajattelevia ihmisiä yhä enemmän potentiaalisten törmäilijöiden määrän kasvaessa[2].  Ihmisten ajattelun erilaisuus yhdistettynä kaupunkien dynamiikkaan on ollut ehkä tärkein ihmiskunnan uusien innovaatioiden moottori viimeisen sadan vuoden aikana.

 

Kognitiivinen diversiteetti tuottaa erilaisuutta ongelmien ratkaisussa

Erilaisuus tunkeutuu kaikkialle elämäämme uutta synnyttävänä voimana. Kiehtovimmillaan se näyttäytyy meille kognitiivisen diversiteetin muodossa eli ihmisten erilaisissa perspektiiveissä ja erilaisissa tavoissa käsitellä tietoa. Me ratkaisemme ongelmia ja ennustamme asioita hyvin erilaisilla tavoilla. Ennustaminen ja ongelmanratkaisu ovat pohjimmiltaan saman asian eri kääntöpuolia, joten keskityn tässä ongelmanratkaisuun.

Ajattele lukusarjaa 5 12 17 24. Miten se jatkuu? Ratkaisun keksiminen tuntuu vaikealta, mutta perspektiivin vaihtaminen auttaa. Lukusarja osoittautuu samaksi kuin 5 10 15 20, tosin esitettynä oktaalijärjestelmässä siten, että luvun 10 sijaan kantaluvuksi otetaan 8. Oktaalijärjestelmässä lukusarja jatkuu siis 31, 36 jne. Oktaalijärjestelmä oli käytössä Yuki-kansalla nykyisen Kalifornian alueella aina 1900-luvulle asti. Syy oli yksinkertainen, he laskivat sormien sijaan sormien väleillä, joita on kahdessa kädessä yhteensä kahdeksan. Erilainen perspektiivi.

Perspektiivin vaihtaminen on tehokas keino vaikean ja monimutkaisen ongelman ratkaisemiseksi. Helpoimmin uuden perspektiivin saa käyttöönsä kuuntelemalla muita samaa asiaa katsovia ihmisiä.

Usein eri alojen parhailla asiantuntijoilla ja yritysten johtoryhmillä on samanlainen koulutus ja kokemustausta. Heillä on päässään samanlaiset työkalut ja siksi myös samanlainen näkökulma kulloiseenkin ongelmaan. Tuomalla mukaan erilaisia ihmisiä saadaan käyttöön myös erilaisia perspektiivejä. Fiksuimmat meistä kykenevät itsekin vaihtamaan tarvittaessa perspektiiviä ja tuottamaan uusia näkökulmia asiaan.

Charles Darwin keräsi matkoillaan empiirisen aineiston eli dataa evoluutioteorian pohjaksi, mutta ei kyennyt keksimään dataan soveliasta teoriaa. Hän uskoi biologisten eliöiden tuottavan jälkikasvua juuri tarvittavan määrän pitääkseen populaation vakaana, mutta ei saanut yhtälöään toimimaan tämän oletuksen varassa. Sattumalta hän luki kerran ajankulukseen väestö- ja taloustieteilijä Thomas Malthusin kirjoituksen ”An Essay on the Principle of Population” ja näki siinä erilaisen tavan suhtautua populaation kehitykseen. Darwin laajensi Malthusin ihmiskuntaan rajaamaa ajattelua kaikkeen biologiaan. Lajit lisääntyvät nopeammin kuin ympäristön resurssit antavat myöten, jolloin vahvimmat ja elinkelpoisimmat selviävät. Näin evoluutiolle löytyi teoria, ja yksi ihmiskunnan historian suurimmista tieteellisistä saavutuksista oli valmis. Tarvittiin vain perspektiivin vaihdos.

Antoine Lavousier järjesti jo 1789 silloisia tunnettuja alkuaineita yhdeksi järjestelmäksi ominaisuuksiensa mukaan. Moni kemian asiantuntija toi vuosien aikana vielä uusia näkökulmia kokonaisuuteen, mutta vasta Dmitri Mendelejev keksi kokeilla tekemänsä korttipelin avulla vaihtoehtoisia rakenteita eli perspektiivejä alkuaineiden mahdollisista järjestyksistä ja suhteista toisiinsa. Hän oivalsi jättää tilaa myös korteille alkuaineista, joita ei vielä oltu edes löydetty. Nykyään kemiasta kiinnostunut koululainen ymmärtää nopeasti, mistä on kysymys ja jää hämmästelemään monimutkaisen järjestelmän yksinkertaista kantavaa ajatusta. Hänen pitää vain ymmärtää, mihin perspektiiviin Mendelejev päätyi korttipelissään.

Voidaan matemaattisesti todistaa, että jos ongelmalle on olemassa ratkaisu, se löytyy tuomalla tarkasteluun riittävän monta erilaista näkökulmaa.

Einstein totesi, että jos hänen täytyy pelastaa maailma tunnissa, hän käyttää 55 minuuttia ongelman määrittelyyn ja 5 minuuttia sen ratkaisuun. Hyvin valittu perspektiivi ohjaa lähes automaattisesti oikeaan ratkaisuun. Voidaan jopa matemaattisesti todistaa, että jos ongelmalle on olemassa ratkaisu, se löytyy tuomalla tarkasteluun riittävän monta erilaista näkökulmaa. Erilaisuudessa on valtava voima.

 

Erilaisuus voi olla avain serendipiteetin ymmärtämiseen

Olen vuosia miettinyt serendipiteetin eli myönteisten sattumien arvoitusta. Miksi useimmat maailmanhistorian suurista tieteellisistä löydöistä paljastuvat lähemmin tarkasteltuina puolivahingossa syntyneiksi onnellisiksi sattumiksi ja miten ne syntyvät? Esimerkkejä on valtavasti: lämpösähköinen ilmiö, sähkömagnetismi, radioaktiivisuus, röntgensäteet, Bose-Einstein –statistiikka, hiukkasten aaltoluonne, korkean lämpötilan suprajohteet. Erityisesti lääketiede on täynnä näitä ilmiöitä, joista tunnetuimpia ovat penisilliini, Viagra, Retin-A, ehkäisypilleri, melatoniinihormoni, Interferon, sepelvaltimoiden katetrointi, L-dopa Parkinsonin tautiin, rauhoittavat bentsodiatsepiinit, ilokaasu ja LSD.

Yritykset vain eivät usein kainouttaan kehtaa kertoa suurten innovaatioidensa syntyneen sattuman seurauksena.

Myös monet yritysmaailman menestyksellisimmistä innovaatioista kuuluvat samaan myönteisten sattumien listaan: mustesuihkuprintteri, mikroaaltouuni, Post-it –laput, sydämentahdistin, Teflon, useat makeutusaineet (sakariini, aspartaami, syklamaatti), kumin vulkanisointi autonrenkaisiin, sellofaani, Rayon, superliima, samppanja, perunalastut, jäätelötötteröt tai vaikka Koneen konehuoneeton hissi. Yritykset vain eivät usein kainouttaan kehtaa kertoa suurten innovaatioidensa syntyneen sattuman seurauksena.

Aiemmin uskoin Louis Pasteurin toteamuksen ”Sattuma suosii valmistautunutta mieltä” riittävän selitykseksi. Tutkija, joka ymmärtää alaansa tarpeeksi hyvin, kykenee tunnistamaan myös yllättäen eteen tulleen uuden mahdollisuuden ja hyödyntämään sitä. Selitys korreloi varmaankin hyvin kaikkien edellä listattujen keksintöjen syntyhistorian kanssa, mutta se ei silti selitä mekanismia uuden luomiselle. Tarvitaan uusi perspektiivi asiaan, selitys erilaisten perspektiivien voimasta uuden tilanteen tarkastelussa.

Tutkimusmatka erilaisuuden merkityksestä vaikeiden ja monimutkaisten ongelmien ratkaisussa on nostanut erilaisten perspektiivien vaihtelun vahvaksi kandidaatiksi serendipiteetin mekanismin selittäjänä. Tutkija kykenee yhdistämään yllättävän ja erilaisen asian vanhaan tietoonsa ja omaa riittävästi tietoa ja näkemystä ymmärtääkseen uuden avautuvan mahdollisuuden merkityksen. Meidän pitää vain kyetä selittämään, miten perspektiivejä vaihdetaan ja miten oikea ratkaisu ilmoittaa itsestään.

Siihen seitsemän senttiä otsaluumme sisällä tapahtuvaan prosessiin ja sen kapellimestarina häärivään etummaiseen pihtipoimuun paneudutaan kirjoitussarjan toisessa osassa.

Lähteet

Keskeisin artikkelin ensimmäisen osan innoittaja on ollut professori Scott E. Page Michiganin yliopistosta, jossa hän pitää Leonid Hurwicz -oppituolia kompleksisuustieteessä, valtiotieteessä ja taloustieteessä. Scott on kirjoittanut diversiteetistä ja kompleksisuudesta useita loistavia artikkeleita ja kirjoja, joista nostan neljä esiin:

1. Scott E. Page  The Diversity Bonus: How Great Teams Pay Off in the Knowledge Economy. Princeton, NJ: Princeton University Press. 2017
2. Scott E. Page Diversity and Complexity. Princeton, NJ: Princeton University Press. 2010
3. Scott E. Page The Difference: How the Power of Diversity Creates Better Groups, Firms, Schools, and Societies. Princeton, NJ: Princeton University Press. 2007
4. Lu Hong, Scott Page Groups of diverse problem solvers can outperform groups of high-ability problem solvers, Proceedings of the National Academy of Sciences 101 (46), s. 16385–89 2004

Muita viitattuja lähteitä

1. James F. Gillooly, James H. Brown, Geoffrey B. West, Van M. Savage, Eric L. Charnov Effects of Size and Temperature on Metabolic Rate Science 2001 Sep 21;293(5538):2248-51
2. Luís M. A. Bettencourt, José Lobo, Dirk Helbing, Christian Kühnert and Geoffrey B. West Growth, Innovation, Scaling, and the Pace of Life in Cities, Proceedings of the National Academy of Sciences in the United States 104(17):7301-6.  2007
3. Geoffrey B. West  Scale: the universal laws of growth, innovation, sustainability, and the pace of life in organisms, cities, economies, and companies. London, United Kingdom: Penguin Press. 2017

[1] Kemiallisten reaktioiden nopeus kasvaa ekspontentiaalisesti lämpötilan suhteen. Siksi erityisesti eliöiden energiantuotannosta vastaavien ATP-molekyylien (adenosiinitrifosfaatti) tuotanto kiihtyy lämpötilan noustessa ja ennustettu 2 °C:n nousu lisää lähes kaikkien biologisten eliöiden kasvuvauhtia ja kuolleisuutta 20-30 %. Ks. J.F.Gillooly et al 2001.

[2] Myös palkkataso, kulttuuritapahtumat, huippuosaajien lkm ja ravintoloiden lkm per capita nousevat samassa suhteessa. Valitettavasti myös rikollisuus, tartuntataudit ja AIDS-tapaukset per capita lisääntyvät ylisuhteisesti kaupunkien väkimäärän kasvaessa. Ks. Luís M. A. Bettencourt et al. 2007 sekä Geoffrey B. West 2017