Bali's beroemde rijstterrassen, van bovenaf gezien, zien eruit als kleurrijke mozaïeken omdat sommige boeren synchroon planten, terwijl anderen op verschillende tijdstippen planten. De resulterende fractale patronen zijn zeldzaam voor door de mens gemaakte systemen en leiden tot optimale oogsten zonder wereldwijde planning.

Om te begrijpen hoe Balinese rijstboeren hun beslissingen nemen voor het planten, een team van wetenschappers onder leiding van Stephen Lansing (Nanyang Technological University) en Stefan Thurner (Medical University of Vienna, Complexity Science Hub Wenen, IIASA, SFI), zowel externe faculteit van het Santa Fe Institute, twee variabelen gemodelleerd:waterbeschikbaarheid en plaagschade. Boeren die stroomopwaarts wonen hebben het voordeel dat ze altijd water hebben; terwijl die stroomafwaarts hun planning moeten aanpassen aan de schema's van de stroomopwaartse boeren.

Hier, ongedierte komt op het toneel. Als boeren op verschillende tijdstippen zaaien, ongedierte kan van het ene veld naar het andere gaan, maar als boeren synchroon planten, ongedierte verdrinkt en de plaagbelasting wordt verminderd. Dus stroomopwaartse boeren hebben een prikkel om water te delen, zodat synchroon planten kan plaatsvinden. Echter, de watervoorraden zijn beperkt en er is niet genoeg water voor iedereen om tegelijkertijd te planten. Als gevolg van deze beperking, fractale plantpatronen ontstaan, die bijna maximale oogsten opleveren.

"De opmerkelijke bevinding is dat deze optimale situatie ontstaat zonder centrale planners of coördinatie. Boeren werken lokaal samen en nemen lokale individuele vrije beslissingen, waarvan ze denken dat ze hun eigen oogst zullen optimaliseren. En toch werkt het mondiale systeem optimaal, ", zegt Lansing. "Wat wetenschappelijk opwindend is, is dat dit in contrast staat met de tragedie van de commons, waar het globale optimum niet wordt bereikt omdat iedereen zijn individuele winst maximaliseert. Dit is wat we typisch ervaren wanneer egoïstische mensen een beperkte hulpbron op de planeet gebruiken, iedereen optimaliseert de individuele uitbetaling en bereikt nooit een optimum voor iedereen, " hij zegt.

De wetenschappers vinden dat onder deze veronderstellingen, de plantpatronen worden fractaal, wat inderdaad het geval is, zoals ze bevestigen met satellietbeelden. "Fractale patronen zijn overvloedig aanwezig in natuurlijke systemen, maar zijn relatief zeldzaam in door de mens gemaakte systemen, " legt Thurner uit. Deze fractale patronen maken het systeem veerkrachtiger dan het anders zou zijn. "Het systeem wordt opmerkelijk stabiel, opnieuw zonder enige planning - stabiliteit is het resultaat van een opmerkelijk eenvoudig maar efficiënt zelfgeorganiseerd proces. En het gaat ontzettend snel. In werkelijkheid, het duurt niet eens tien jaar voordat het systeem deze staat bereikt, ' zegt Thurner.

Ruimtelijke patronen komen vaak voor in ecosystemen als een zelforganiserend proces veroorzaakt door feedback tussen organismen en de fysieke omgeving. "De eeuwenoude Balinese rijstterrassen worden ook gecreëerd door feedback tussen de beslissingen van de boer en de ecologie, die een overgang in gang zet van lokale naar globale schaalcontrole, " legt Lansing uit. "Ons model laat voor het eerst zien dat aanpassing in een gekoppeld mens-natuurlijk systeem zelfgeorganiseerde kriticiteit kan veroorzaken."

De Balinese rijstvelden zouden als voorbeeld kunnen dienen dat het onder bepaalde voorwaarden mogelijk is om duurzame situaties te bereiken die leiden tot maximale uitbetaling voor alle partijen, waarin elk individu vrije en onafhankelijke beslissingen neemt.