Wederkerig beïnvloeden tot er een ritme ontstaat - Gravity Waves

Hoe bestaat het eigenlijk, dat de huidcellen van een inktvis hem vrijwel onzichtbaar kunnen maken? Dat de maan haar wenteling heeft afgestemd op haar baan rond de Aarde? Dat elk afzonderlijk lichtje in een wolk vuurvliegjes exact tegelijk pulseert? Hoe ontstaat er orde in het universum, als toeval en chaos veel logischer lijken? 

Pas de laatste 30, 40 jaar is hier een wetenschappelijk antwoord op: door synchronisatie. Het woord komt van het Griekse συν (sýn) 'samen' en χρόνος (chrónos) 'tijd' - gelijktijdig maken dus, simultaan. Het mechanisme vind je terug in vele onderzoeksvelden: van astrodynamica tot sociologie, van neurobiologie tot platentektoniek en macro-economie. In samenhang vormen verschillende bewegende factoren - of het nou mensen zijn, atomen, het weer of sterrenstelsels - kennelijk een systeem, een cyclus zelfs. 
 
Johan Rijpma is als beeldend kunstenaar altijd al gegrepen geweest door wat hij als maker zelf onder controle heeft, tegenover de onvoorspelbaarheid van zijn omgeving. Ook wanneer je je voor voorspellingen en simulaties aan feitelijke informatie houdt, die op natuurkundige principes gebasseerd is, kan de uitkomst verrassend zijn, en ronduit verontrustend. Wat er kan gebeuren als je de lijn van bekende gegevens en gemiddelden volgt, zie je in zijn video Extrapolate (2016). 
Vaak beïnvloeden de verwachtingen zelf het resultaat eveneens. Dan ontstaat er een zichzelf bevestigende kringloop (ook wel positive feedback loop genoemd). Kun je dat vertalen in modellen? Hoe werkt dat eigenlijk in de natuur? En als er een wederkerige interactie is, ontstaat er dan een ritme?
 
Met die vragen speelde Johan, toen hij deze zomer in het kader van het MIR-project in contact kwam met Marten Scheffer van Wageningen Universiteit. Marten verwees Johan naar wiskundige Pablo Rodríguez Sánchez, die Johan al gauw op het spoor van synchronisatie zette. ‘Ik las het boek Sync van Steven Strogatz. Om de beschreven principes echt goed te begrijpen, ben ik gaan schetsen, mijn eigen modellen gaan bouwen in de 3D-programma’s die ik voor mijn animaties gebruik,’ vertelt hij. ‘Het contact met Pablo is heel waardevol, hij kan goed schakelen naar het niveau van leken.’  

Beweging - zwaartekracht, trillingen, golven: energie - daar begint het mee. Het ene trillende onderdeel beïnvloedt het andere, het andere pulseert terug en heeft daarmee weer impact op het eerste. Zo’n zelfstarter wordt een oscillator genoemd. Uit de interactie van oscillators ontstaan patronen: vreemd maar waar en fantastisch - vrijwel alles om ons heen is te danken aan synchroniserende oscillatoren. 

Ontstaat er een harmonisch, gelijkmatig signaal van de ene naar de andere oscillator, dan is de golfvorm een keurige sinus. Sla je een tweede sinusgolf terug over de eerste, dan krijg je een lemniscaat: het symbool voor oneindigheid. Johan bouwt zijn grootste installatie in diezelfde vorm: twee in elkaar grijpende sinusgolven - zijn visualisatie staat al model voor het model! - met een oscillator aan weerszijde. 
 
‘Het concept van de knikkerbaan is makkelijk om in te denken,’ licht Johan toe. ‘Je ziet de communicatie voor je neus plaatsvinden. De witte knikker zet een zwarte knikker in gang, de zwarte weer een witte. De baan zal in eerste instantie een negatieve feedback loop zijn, die in theorie hetzelfde ritme blijft aanhouden. Maar wanneer ik een derde oscillator toevoeg, levert dat een postitieve feedback loop op. Dan zet een witte knikker twee zwarte knikkers in gang, volgens een geometrische sequentie: 1-2-4-8-16-32. Er ontstaat een ordening, spontaan elegant in uitkomst.’ En niet alleen visueel, maar ook qua geluid. ‘Wanneer alles loopt - klinkt het dan als een morse-code van tikkende knikkers over de baan?’ Beide sinusgolven bestaan uit acht delen, acht maten als in de muziek. 8, als een verticale ∞.
 
Kom vooral kijken naar Johan’s project in de MIR! Het paviljoen is tijdens zijn werkperiode iedere dinsdag, woensdag en donderdag geopend van 12:00 - 16:00. De kans is groot dat de ideeënstorm die Sync in zijn hoofd ontketende, niet blijft bij de installatie Gravity Waves. Bekijk hier meer beelden van het werk, of bezoek Johan's website.
Op woensdag 22 januari om 16:00 vindt de vernissage van de tentoonstelling plaats. De installaties zijn daarna nog tot en met 25 januari te zien. 
 
Tekst: Monika Heldoorn