Stabiliteit en verandering

De denkwijze stabiliteit en verandering laat zich op de volgende wijze karakteriseren:

• Het begrijpen van veranderingen op veel terreinen is een belangrijk onderwerp van onderzoek.
• Stabiliteit betekent dat kleine verstoringen gemakkelijk worden opgevangen. Die stabiliteit kan statisch zijn (zoals een ladder tegen de muur) maar ook dynamisch wanneer in- en uitstroom elkaar in evenwicht houden door regulerende processen, bijv. bij een dam die het water in een stuwmeer op constante hoogte houdt, chemische reacties in evenwicht, gewichtsbehoud van mensen, en ecosystemen van predators en prooien. Een voorbeeld van een instabiel evenwicht is een rechtopstaand potlood: wanneer het valt is er geen mogelijkheid weer rechtop te komen. Voorbeelden van instabiliteit zijn radioactieve stoffen.
• Een cyclisch verandering kan ook als stabiel worden opgevat, bijvoorbeeld de beweging van de maan om de aarde en de aarde om de zon.
• Chemische reacties worden beïnvloed door de omstandigheden (temperatuur, druk, verdelingsgraad).
• De samenstelling van de genen van een organisme verandert niet maar het organisme zelf kan wel veranderen door invloed van de omgeving. Mutaties kunnen wel tot veranderingen in DNA leiden en daarmee tot andere eigenschappen.
• Om systemen stabiel te doen functioneren is vaak feedback nodig, zoals een thermostaat die er voor zorgt dat de kamertemperatuur constant blijft door een verwarmingssysteem te activeren tot het moment dat de gewenste temperatuur is bereikt.
• Soms lijkt een systeem op korte termijn stabiel te zijn maar kan het op langere termijn toch sterk veranderen, bijvoorbeeld de groei van een organisme, de verplaatsing van continenten en evolutie. Wanneer een drempelwaarde overschreden wordt kunnen processen versneld worden, bijvoorbeeld in de warme golfstroom.
• Een stabiele omgeving kan belangrijk zijn voor het functioneren van organismen, bijvoorbeeld temperatuur, vochtigheid en licht voor het groeien van planten.
• Leerlingen kunnen soms het idee hebben dat stabiliteit vanzelfsprekend is, en niet vaak het gevolg van allerlei elkaar tegenwerkende krachten zoals het blijven liggen van een boek op een tafel als gevolg van de zwaartekracht en krachten tussen atomen. Maar ook kunnen weersveranderingen ten onrechte worden opgevat als klimaatverandering.
• Het begrijpen van dynamisch evenwicht is van groot belang voor het kunnen interpreteren van complexe systemen zoals de hoogte van de zeespiegel, bevolkingsgroei en de gemiddelde temperatuur op aarde.