13. Scienza e Arte.
CAOS COSMOS e CRONOS : idee per l' epoca digitale

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Caos La scienza del secolo scorso ha modificato quasi del tutto la nostra concezione del mondo deterministico, che era stato osservato come se fosse strutturato similmente a un orologio regolato da rapporti lineari di causa ed effetto, facilmente prevedibili; tale immagine di un mondo meccanico era stata infatti delineata dalla interpretazione della fisica classica. La scienza del secolo scorso, nel fissare la propria attenzione dal macrocosmo al microcosmo, ha compreso che, se approfondiamo la nostra interpretazione degli eventi, emerge ovunque il CAOS come evidenza costante di ogni processo dinamico ad elevata complessità di relazioni.(1) Resta il dubbio se il CAOS sia conseguenza della limitatezza delle nostre concezioni interpretative della realtà ovvero se esso sia diretta conseguenza delle leggi della natura. Riteniamo pertanto utile provare a ragionare su questo tema, perché è dal dubbio che nascono nuove idee e modelli interpretativi più adeguati a vivere e pensare nell' epoca digitale . Con la scienza fisica del secolo XXI secolo (quanto-meccanica) ci siamo trovati di fronte al dilemma di non saper dare spiegazione certa all'ordinamento naturale evolutivo che intuiamo essere intrinseco al sistema globale. Pertanto, rinunciando a prevedere gli eventi con esattezza, abbiamo accettato l'esistenza di una fondamentale indeterminazione, basando così la spiegazione scientifica su una logica probabilistica al fine di verificare le possibilità di successo delle nostre previsioni. Albert Einstein (1879-1955), convinto che l'immaginazione e la saggezza fossero strumenti di conoscenza più potenti delle conoscenze storicamente acquisite, dopo aver tentato di mettere in evidenza tutta una serie di paradossi, prodotti dalla interpretazione probabilistica della meccanica quantistica, si disse convinto che : "Dio non gioca a dadi con la natura"; frase con la quale volle evidenziare il sospetto che il CAOS dipenda da una dimensione inadeguata delle nostre conoscenze, proprio in quanto esse sono limitate nella loro capacita di comprendere e rappresentare fenomeni dinamici complessi, come per esempio le fluttuazioni atmosferiche, le turbolenze del moto fluido, le dinamiche bio-evolutive che originano le mutazioni e di tante altri eventi che presentano dinamiche non lineari in moltissimi fenomeni e processi di elevata complessità.(2) Einstein, acquisendo il fatto che la radiazione elettromagnetica nel vuoto assume il valore di una costante universale, comprese che nessuna particella dotata di massa avrebbe potuto viaggiare al di sopra della velocità della luce. La massa infatti misura la resistenza di una particella al moto; pertanto la massa della particella, aumentando esponenzialmente al crescere della velocità prossime a quelle della luce, diventerebbe pressoché infinita e quindi diverrebbe necessaria l'energia totale del cosmo per mantenere la particella alla velocità della luce senza poterla comunque superare. Einstein, inoltre, nel quadro delle concezioni relativistiche, comprese che il concetto newtoniano di spazio e tempo assoluti e indipendenti, non aveva più valore. Infine, discusse il fatto che non siamo ancora in grado di capire sistemi che abbiamo bisogno di più di due variabili per essere spiegati, e per molto tempo cercò di individuare quale potesse essere la variabile nascosta, in modo da rendere risolubili i paradossi e superare al contempo la necessità di ricorrere all' accettazione di una spiegazione indeterminata che fondamentalmente assume la presenza del CAOS nella costruzione dell'Universo. Proseguendo nella nostra riflessione, sappiamo che le concezioni scientifiche contemporanee fanno riferimento soltanto a due variabili cognitive: l'Energia e la Materia: queste ultime sono prese in considerazione in relazione all' osservazione del mondo esterno. In tal modo viene separato ed escluso dal pensiero scientifico il soggetto della sua osservazione in quanto la scienza si preoccupa solo e soltanto dall'osservato. Da ciò dobbiamo ammettere che la definizione concettuale del CAOS, così come quella contrapposta di ORDINE, viene ad essere esclusivamente relativa alle proprietà dello spazio, "disordinate e ordinate" , e non a quelle che includono la dinamica del tempo.(3) Infatti, quando la struttura concettualmente bipolare di Energia e Materia, viene correlata a concezioni di ordine/disordine, dato che queste ultime hanno per riferimento la tradizionale cognizione di spazio, la questione dell'ordine/disordine, viene ancora ricondotta al dibattito tra Parmenide e Eraclito sull' esistenza del vuoto nello spazio. Si ricorda infatti che Parmenide disse: "Se il vuoto non esiste e lo spazio è pieno, allora non c'è moto né divenire nel tempo se non quello erroneamente concepito dai sensi". Mentre per Eraclito il vuoto esiste, proprio perché permette il continuo divenire della realtà. (4) Einstein comprese che le basi riferimento della scienza erano divenute insufficienti per dare spiegazione coerente e completa a sistemi che evidentemente implicano l'esigenza di introdurre il concetto di informazione e con esso dell'uomo, come parte integrante del sistema evolutivo della natura, ma accorgendosi di non avere a disposizione nelle conoscenze pregresse alcun modello interpretativo globale sufficientemente elaborato per poter trattare il sistema soggetto/oggetto di osservazione, come una unica entità interattiva, non riuscì a delineare un quadro cognitivo sufficiente a superare la logica indeterministica della meccanica quantistica, così da integrarla con le concezioni che egli aveva sviluppato nell'ambito delle teoria della relatività generale. Il Laboratorio di Ricerca Educativa LRE/EGO-CreaNET, di educazione chimica e scienze integrate, partendo da tali conoscenze, ha ritenuto di poter proporre una nuova strategia cognitiva delle relazioni tra CAOS COSMOS e CRONOS, introducendo a priori nella descrizione delle interazioni tra Energia e Materia il parametro Informazione, al fine di rappresentare quel processo di informazione che viene attuato da qualsiasi sistema in divenire. In tal guisa viene definito un nuovo paradigma interpretativo, con cui si tende a superare la suddivisione tra osservazione e osservatore nella definizione del ruolo esplorativo della scienza visto nel quadro delle necessita di sviluppo cognitivo proprie della società digitale.(5) Catalisi e trasformazioni chimiche Nello studio delle "reazioni chimiche oscillanti" e cioè dei processi di trasformazione chimica lontani dalle condizioni di equilibrio (6), ci siamo resi conto della difficoltà di definire l'azione catalitica; pertanto, siamo partiti dalla considerazione che, in una trasformazione chimica il passaggio da una situazione di ordine dei reagenti della reazione a un'altra situazione di equilibrio, costituita dal nuovo ordine molecolare dei prodotti, si attua sempre mediante l' azione di un sistema catalitico ovvero auto-catalitico. La catalisi trasforma l'Entropia (la relazione tra Energia e tempo, che equivale a disordine) in Neg-entropia (entropia negativa),(7) che viceversa indirizza verso la formazione dell'ordine nuovo del sistema trasformato. Partendo da tali considerazioni abbiamo definito la proprietà del catalizzatore, come azione tesa ad attuare il controllo dell'andamento della reazione, in termini di sistema di informazione; intendendo per informazione quelle attività che precedono l'attuazione di una nuova forma molecolare, le quali permettono di realizzare l'inversione del comportamento entropico in negentropico al sistema in trasformazione. Per farci capire dai non addetti ai lavori, ricorreremo a una semplice simulazione concettuale. Proponiamoci di attuare la trasformazione dell'UVA (ordine vecchio) in MOSTO (sistema di transizione) e poi VINO (ordine nuovo); sapendo che la trasformazione è catalizzata da enzimi, possiamo pensare che essi agiscano come un insieme di informazione, per dare forma al nuovo ordine molecolare relativamente stabile. In tal caso il catalizzatore agisce, a nostro avviso, come un processo similare a un sistema mentale primordiale, in qualche modo paragonabile a quello che si attua in sistemi biochimici più complessi del cervello, dove i neurotrasmettitori agiscono come i catalizzatori delle reazioni metaboliche tra energia materia, quelle cioè che in fin dei conti producono le nostre stesse capacità di pensiero. Ragionando in tal guisa abbiamo definito la catalisi in termini di un sistema di informazione che precede e indirizza la nuova formazione stabile dei prodotti di una reazione a partire dai reagenti; ciò significa, in sostanza, che il catalizzatore agisce nel decodificare la informazione dei reagenti e ricodificandola in quella dei prodotti. Cosmos Generalizzando tale nostra impostazione sulla catalisi chimica, abbiamo ammesso che ogni trasformazione tra Energia e Materia in natura debba essere catalizzata da un sistema di informazione, in modo tale da poter procedere nell'attuazione della transizione neg-entropica tra disordine ed ordine, che indirizza il divenire di ogni processo di cambiamento, verso l'ottenimento di nuove forme ordinate e relativamente stabili. Come faccia l' Universo a essere concepito come una struttura assimilabile da un sistema mentale è stato il passo successivo della nostra riflessione, nella quale ci siamo cimentati, al fine di tentare di realizzare un chiarimento delle relazioni concettuali tra CAOS COSMOS e CRONOS, perseguendo in vero l'idea che l'educazione possa essere anch'essa cambiata solo e soltanto se verranno modificati i contenuti educativi, assieme ai metodi (pedagogici e/o tecnologici) dell'insegnamento. Ciò proprio in quanto riteniamo che una base teorica creativa sia oggi estremamente necessaria per formare la mente a interpretare ogni tipo di trasformazione, proprio in quanto ogni piattaforma concettuale innovativa, come si può constatare dalla storia dei cambiamenti concettuali della scienza, costituisce l'elemento fondante di ogni riflessione critica e costruttiva. Abbiamo perciò accentuato la nostra a proposito del divenire del COSMO, perché sinceramente ci è sembrato più comico che scientifico l'aver ritenuto che l'universo sia stato originato da un BIG BANG (Grande Botto), che ha trasformato l' energia in materia in maniera del tutto caotica e casuale.(8) Ragionando su questa questione ci siamo resi conto che il problema irrisolto dalla teoria dell'Universo, interpretata in termini di evoluzione caotica, consiste principalmente nell'avere assunto una dimensione lineare del tempo, mentre già nel quadro della relatività di Einstein sappiamo che lo spazio/tempo è creato dall'azione del campo di energia/materia. Pertanto le due concezioni dello spazio e del tempo non vanno più considerate come entità separate e di diversa natura, ma come componenti di uno spazio/tempo quadrivettoriale (detto cronotopo), dove spazio e tempo sono indistinguibili e possono trasformarsi l'uno nell'altro. Infatti, se un pezzo di materia acquista la velocità della luce, sappiamo che subisce una trasformazione in energia. Pertanto, dato che la nostra percezione cerebrale altro non è che la previsione dello scenario delle possibili interazioni materia-materia, che principalmente è utile per evitare gli ostacoli nel nostro cammino, certamente quando la materia si trasforma in energia essa esce dal nostro campo di osservazione visiva. A nostro avviso, quindi, la trasformazione della particella in energia, diventa facilmente comprensibile se immaginiamo che una coordinata dello spazio tridimensionale, si trasformi in una coordinata temporale e cioè se la materia, codificata in termini si spazio/tempo da tre coordinate spaziali e una temporale (x,y,z,t), si trasforma in energia, quest'ultima risulta descritta da due coordinate spaziali (x,y) e due coordinate temporali (t1,t2 - con t2 diverso da t1), dando luogo ad un campo elettromagnetico di onde piane. Tale campo energetico è detto Telo, sul modello di quello immaginato da l'astrofisico Arthur S. Eddington (1882-1944), scienziato scozzese contemporaneo di Einstein, che apportò notevoli sviluppi scientifici per cambiare la concezione del COSMO immutabile verso una concezione di un Universo in evoluzione. Telo di Eddington Se viceversa vogliano ottenere materia dalla energia, possiamo immaginarci di agire come quando realizziamo una lastra di liquido contenente disciolto del tensioattivo e, quindi, per pressione sulla tensione del liquido, otteniamo bolle di sapone. La precedente immagine mentale non è così tanto peregrina; infatti, ci troveremmo in una situazione simile a quella di annodare il Telo della onda piana di Eddington, creando una bolla, ottenuta per trasformazione di alcune dimensioni temporale nelle corrispettive dimensioni spaziali. Tale trasformazione tempo-spazio, fa assumere la tridimensionalità nello spazio alla bolla di energia (che può divenire un fotone od un protone ecc., a seconda delle energie messe in campo), mantenendo un'unica successione temporale, correlabile allo stato della particella creata per torsione dell'onda energetica piana. In tal guisa, stiamo perseguendo l'idea della possibilità di esistenza di un sistema temporale, diacronico e non più sincronico, in quanto derivante dalla trasformazione del cronotopo in una di differente dimensionalità dello spazio/tempo, che risulta diversa da quella percepita dalle nostre relazioni sensoriali con l' ambiente. Purtroppo, a molti sembrerà difficile accettare la plausibilità di tali eventi, proprio in quanto siamo avvezzi a reputare come riferimento sperimentale univoco nella scienza quello costruito dalla nostra percettività cerebrale, pur conoscendo bene i limiti fallaci delle nostre impressioni sensorie.(9) Riteniamo pertanto necessario tentare di costruire nuove alternative necessarie per comprendere la realtà a noi invisibile, tramite la riflessione educativa di scienze integrate di cui questa breve relazione fa parte, per poter condurre l'apprendimento della scienza fuori da considerazioni limitative e fondamentalmente errate nella quali la cultura scientifica si dibatte da tempo, spesso in modo spesso inconcludente.(10) Per comprendere quanto detto sopra e nei citati riferimento bibliografici, bisogna accettare che l'energia possa trasformarsi in informazione; ciò significa in sostanza che l'energia possa essere codificabile in due bit, uno relativo al tempo (t1,t2) ed uno allo spazio (x,y). Ciò diviene necessario quando si ritiene che l' energia possa venire codificata da un lato come materia e dall' altro come informazione, a seconda delle differenti codificazioni del cronotopo. L'energia trasformata in materia assume la tridimensionalità nello spazio (x,y,z) e una sola dimensione della successione temporale (t), mentre quando viene trasformata in informazione, essa diviene caratterizzata da una codificazione spazio-temporale bidimensionale nel tempo e nello spazio.(11) Cronos lineare degli eventi in correlazione alla Bidimensionalità del Tempo dell'Informazione Il tempo come sequenza lineare di successione di eventi, esiste quindi solo e soltanto se preso in considerazione in relazione alla materia nella sua manifestazione come massa. Invece il tempo, così come lo spazio, qualora vengano concepiti nell'ambito delle trasformazioni dell'energia in informazione, rappresentano un diverso assetto del "cronotopo" che caratterizza il nostro Universo, il quale come abbiamo affermato, risulta essere bidimensionale nel tempo e nello spazio; pertanto, il tempo stesso può esistere caratterizzato da una componente binaria dell'informazione, proprio in quanto come tale assume anch'esso un carattere digitale. La conversione una delle componenti temporali del "cronotopo" in una dimensione spaziale è permessa nella trasformazione che avviene nella interazione con la materia, in cui l'onda si trasforma in particella per assumere la codificazione adeguata ad interagire nello spazio tridimensionale della materia. Se, per esempio, le frequenze del campo della luce visibile attraversano un mezzo trasparente, l'onda piana ad esse associata permane dimensionata come informazione, mantenendo la sua codificazione energetica in due componenti temporali e due spaziali; altresì, quando l' onda interagisce per esempio con la retina dell' occhio, la reazione fotochimica avviene per la possibilità dell'onda piana di trasformarsi in particella, assumendo una codificazione capace di interagire con la struttura tridimensionale nello spazio propria della materia. Concludiamo queste brevi riflessioni dicendo che quando ragioniamo entro una dimensione univoca lineare del tempo, inteso come misura della durata dei fenomeni osservati da un osservatore esterno, tutto l' Universo appare essere caotico, perché organizzato come un sistema disperso di entità materiali differenti, tenute assieme dal sistema gravitazionale, che pertanto risulta purtroppo mancante di una "massa oscura" invisibile. Viceversa, nella interpretazione originale a cui abbiamo accennato, l'Universo appare nuovamente come un sistema perfettamente ordinato in termini di interattività associata alle trasformazione spazio/temporali dell'energia, nelle sue componenti di materia ed informazione, dove le diversità prima considerate dal punto di vista spaziale come disordine percettivo, sono altresì funzionali a un progetto comunicativo globale e interattivo, intrinsecamente e perfettamente dotato di un criterio evolutivo. Questa nostra interpretazione, basata su le trasformate spazio/tempo, è quindi trattabile in termini di operazioni tra differenti codificazioni delle relazioni che sussistono tra energia, materia e informazione, nell' Universo. A nostro avviso, un tale approccio tende a evitare che la complessità divenga complicazione. Infatti, datosi che l'energia è un continuum, mentre la materia ha una struttura discontinua, le due concezioni risultavano non integrabili tra loro, se non si fosse pensato a un sistema di decodificazione e ricodificazione del "cronotopo", operante nell'Universo intero in termini di elaborazione di informazione. Curvatura dello spazio Einstein continuò a pensare a qualche forma di "Etere" che assolvesse questo compito da noi attribuito ad un sistema di informazione interattiva agente nell'Universo. Sappiamo infine che molti scienziati riterranno "esoterico" questo modo di ragionare, finché non comprenderanno che la differente interpretazione che ci ha condotto a concepire uno scenario di interazione tra energia, materia e informazione, ben si combina con l'esigenza di pensare a un mutamento della codificazioni del cronotopo spazio/temporale, necessarie trattare l'uomo stesso non più come un soggetto indipendente, ma come elemento centrale e oggettivo della evoluzione del sistema universale. Il cervello umano certamente agisce in termini di energia, materia e informazione, ed è in vero tramite lo sviluppo cognitivo umano che possiamo rendere manifesta la intelligenza della natura non più filtrata nel quadro di una scala meccanica o quanto-meccanica di valutazione. Nella nostra interpretazione delle relazioni tra CAOS, COSMO e CRONOS, pertanto, l'uomo, come già nell' epoca del Rinascimento, può assumere nuovamente il centro creativo del processo evolutivo a cui partecipa come coscienza oggettiva, entro un sistema coerente con la intelligenza universale della natura. Sui temi affrontati in questo articolo si può fare riferimento alle seguenti indicazioni sitografiche    Teoria del Caos Einstein; ancora su Einstein Il tempo del cervello Filosofia della Grecia antica Science and Creativity Le reazioni chimiche oscillanti: audiovisivo; pubblicazione multimediale del Centro Didattico TV. Università di Firenze (richiedibile al nr.+39/055/4377232) Neg-Entropy The Big Bang Theory; e ancora sul Big Bang I limiti cognitivi della percezione Dal mondo degli atomi al mondo dei Bit La luce, l'onda, la particella Torna in biblioteca