<CAOS COSMOS e CRONOS : idee per l' epoca digitale >

Paolo Manzelli LRE@blu.chim1.unifi.it ;
http://www.chim1.unifi.it/group/education

- CAOS -

La scienza del secolo scorso ha modificato quasi del tutto la nostra
concezione del mondo deterministico, che era stato ossevato come se fosse
strutturato similmente ad 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 passare la propria attenzione dal
macrocosno  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 conplessita' di relazioni .
(1)
Resta il dubbio se il CAOS sia conseguenza della limitatezza delle nostre
concezioni interpretative della realta',  ovvero se esso  sia diretta
conseguenza delle leggi della natura.
Riteniamo pertanto utile provare a ragionare su questo tema, perche' e' dal
dubbio che nascono nuove idee e modelli interpretativi piu'adeguati al
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
cosi' la spiegazione scientifica su una logica probabilistica al fine di
verificare  le possibilita di successo delle nostre previsioni.
Albert Einstein (1879-1955), convinto che  l' immaginazione e la saggezza
fossero strumenti di conoscenza piu' 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 ad es: 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 moltisimi
fenomeni e processi di elevata complessita'. (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
pressocche' infinita e quindi diverebbe necessaria la energia totale del
cosmo per mantenere la particella alla velocita della luce senza poterla
comunque superare.
Einstein inoltre, nel quadro delle concezioni relativistiche,  comprese che
il concetto newtoniano di spazio e tempo assoluti ed indipendenti, non aveva
piu' valore Infine discusse il fatto che non siamo ancora in grado di capire
sistemi che abbiamo bisogno di piu' di due variabili per essere spiegati, e
per molto tempo cerco' di individuare quale potesse essere la "Variabile
Nascosta" in modo da rendere risolubiili i paradossi e superare al contempo
la necessita 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 alla 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 cio'
dobbiamo ammettere che la definizione concettuale del CAOS, cosi' come
quella contrapposta dell' ORDINE, viene ad essere escusivamente relativa
alle proprieta' dello spazio "disordinate e ordinate"  e non a quelle che
includono la dinamica del  tempo.  (3)
Infatti quando la struttura concettualente 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 Parmenire
ed Eraclito sull' esistenza del vuoto nello spazio ; si ricorda infatti che
per Parmenide disse: <se il vuoto non esiste e lo spazio e' pieno, allora
non c'e' moto ne' divenire nel tempo se non quello erroneamente concepito
dai sensi> ; mentre per  Eraclito il vuoto esiste,  proprio perche'
permette il continuo divenire della realta'. (4)
Einstein comprese pertanto 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 entita' interattiva , non riusci' a delineare un quadro
cognitivo sufficiente a  superare la logica indeterministica della meccanica
quantistica, cosi' da integrarla con le concezioni che egli sviluppo' nell'
ambito delle teoria della relativita' 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 a definizione un nuovo paradigma interpretativo, con cui
si  tende a superare la suddivisione tra osservazione ed osservatore nella
definizione del ruolo esplorativo della scienza visto nel quadro delle
necessita di sviluppo cognitivo proprie della societa' digitale. (5)

Catalisi e trasformazioni chimiche

Nello studio delle "reazioni chimiche oscillanti"  e cioe'  dei processi di
trasformazione chimica lontani dalle condizioni di equilibrio (6), ci siamo
resi conto della difficolta' 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, ad 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 proprieta
del catalizzatore, cone azione tesa ad  attuare il  controllo dell'
andamento della reazione, in termini di  sistema di informazione; intendendo
per informazione quelle attivita' che precedono l' attuazione di una nuova
forma molecolare, le quali permettono di realizzare la  inversione del
comportamento entropico in negentropico al sistema in trasformazione.
Per farci capire dai non addetti ai lavori, ricorreremo  ad  una semplice
simulazione concettuale; proponiamoci pertanto di attuare la trasformazione
dell' UVA (ordine vecchio) in MOSTO ( sistema di transizione) e poi VINO (
odine nuovo) , sapendo che la  transformazione  e' 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 ad un sistema
" mentale " primordiale, in qualche modo paragonabile a quello che si attua
in sistemi biochimici piu' complessi del cervello, dove i neurotrasmettitori
agiscono come  i catalizzatori delle reazioni metaboliche tra energia
materia, quelle cioe' che in fin dei conti producono le nostre stesse
capacita' di pensiero.
Ragionando in tal guisa abbiamo definito la catalisi  in termini di un
sistema di informazione che precede ed indirizza la nuova formazione stabile
prodotti di una reazione a partire dai reagenti; cio' significa  in
sostanza, che il catalizzatore agisce nel decodificare la informazione dei
reagenti e ricodificarla in quella dei prodotti. .

 COSMOS

Generalizzado 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
ed un sistema mentale e' 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. Cio'
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 puo' constatare  dalla storia dei cambiamenti concettuali della
scienza, costituisce  l' elemento fondante di ogni riflessione critica -
costruttiva.
Abbiamo pertanto accentuato la nostra critica in proposito del divenire del
COSMO, perche sinceramente ci e' sembrato piu' 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' aver assunto
una dimensione lineare del tempo, mentre gia' nel quadro della relativita'
di Einstein sappiamo che lo spazio/tempo e' creato dalla azione del campo di
energia/materia; pertanto le due concezioni dello  spazio e del tempo non
vanno piu' 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 velocita della luce,
sappiamo che la materia subisce una trasformazione in energia. Pertanto dato
che la nostra percezione cerebrale altro non e' che la previsione dello
scenario delle possibili interazioni materia-materia, che principalmente e'
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 cioe' se
la materia, codificata in termini si spazio/tempo da tre coordinate spaziali
ed 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 e' detto "Telo", sul modello di quello
immaginato da l' astrofisico Arthur S. Eddington (1882 - 1944), scienziato
scozzese contemporaneo di Einstein , che apporto' notevoli sviluppi
scientifici per cambiare la concezione del COSMO immutabile verso una
concezione di un universo in evoluzione.

Telo di Eddington (gif) : http://www.superstringtheory.com/anims/grelc.gif

Se viceversa vogliano ottenere materia dalla energia, possiamo immaginarsi
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 e' cosi' tanto
peregrina;  infatti ci troveremo 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
tridimensionalita nello spazio alla bolla di energia (che puo' divenire un
fotone od un protone ecc.. a seconda delle energie messe in campo),
mantenendo una unica successione  temporale, correlabile allo stato della
particella creata per torsione dell' onda energetica piana.
In tal guisa stiamo perseguendo l' idea della possibilita di esistenza di un
sistema temporale, diacronico e non piu' sincronico, in quanto derivante
dalla trasformazione del cronotopo in una di differente dimensionalita'
dello spazio/tempo, che risulta diversa da quella percepita dalle nostre
relazioni sensoriali con l' ambiente. Putroppo a molti sembrera' difficile
accettare la plausibilita' di tali eventi proprio in quanto siamo avvezzi a
reputare come riferimento sperimentale univoco nella scienza, quello
costriuto dalla nostra percettivita' cerebrale,  pur conoscendo bene i
limiti fallaci delle nostre impressioni sensorie  (9)
Riteniamo pertanto necessario tentare di costruire nuove alternative
necessarie per comprendere la realta' 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;  cio
significa in sostanza che la energia possa essere codificabile in due bit,
uno relativo al tempo (t1,t2) ed uno allo spazio (x,y). Cio' 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 tarsformata in materia
assume la tridimensionalita nello spazio (x,y,z) e una sola dimensione della
successione temporale ( t), mentre quando viene trasformata in informazionee
essa diviene caratterizzata da una codificazione spazio-temporale
bidimensionale nel tempo e nello spazio. (11)

Onda - Particella (gif) :
http://www.superstringtheory.com/anims/photon2.gif

CRONOS lineare degli eventi in correlazione alla  Bidimensionalita' del
Tempo della 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 della 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 puo' esistere caratterizzato da una
componente binaria della informazione, proprio in quanto come tale assume
anch'esso un carattere digitale.
La conversione una delle delle componenti temporali del " cronotopo "in una
dimensione spaziale e' 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 ad esempio le  frequenze del campo della luce visibile attraversano un
mezzo trasparente, l' onda piana ad esse associata, permane dimensionata
come informazione, mantenedo la sua codificazione energetica in due
componenti temporali e due spaziali; altresi quando l' onda interagisce ad
es con la retina dell' occhio, la reazione fotochimica avviene per la
possibilita dell' onda piana di  trasformarsi in particella, assumento una
codificazione capace di interagire con la struttura tridimensionele 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, perche' organizzato come un sistema disperso di entita
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 sisistema perfettamente ordinato in
termini di interattivita' associata alle  trasformazione  spazio/temporali
della energia, nelle sue componenti di materia ed informazione, dove le
diversita', prima considerate  dal punto di vista spaziale come disordine
percettivo, sono altresi' funzionali ad un progetto comunicativo globale ed
interattivo, intrinsecamente e perfettamente dotato di un criterio
evolutivo.
Questa nostra interpretazione, basata su le trasformate spazio/tempo, e
quindi trattabile in termini di operazioni tra differenti codificazioni
delle relazioni che sussistono tra energia, materia ed informazione, nell'
Universo. A nostro avviso un tale approccio tende ad evitare che la
complessita' divenga complicazione; infatti  datosi  che l' energia e' un
continuum, mentre la materia ha una struttura discontinua,  le due
concezioni risultavano non integrabili tra loro se non si fosse pensato ad
un sistema di decodificazione e ricodificazione del "cronotopo", operante
nell' universo intero in termini di elaborazione di informazione.
Eintein continuo' 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,  finche non comprenderanno che la differente
interpretazione, che ci ha condotto a concepire uno scenario di interazione
tra energia e materia ed informazione, ben si combina con la esigenza di
pensare ad un mutamento della codificazioni del cronotopo spazio/temporale,
necessarie trattare l'uomo stesso non piu' come un soggetto indipendente, ma
come elemento centrale ed oggettivo della evoluzione del sistema universale.

Il cervello umano certamente agisce in termini di energia materia ed
informazione, ed e' in vero tramite lo sviluppo cognitivo umano, che
possiamo rendere manifesta la intelligenza della natura non piu' 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 gia' nell' epoca del  Rinascimento, puo' assumere
nuovamente il centro creativo del processo evolutivo a cui partecipa come
coscienza oggettiva, entro un sistema coerente con la intelligenza
universale della natura.

BIBLIONLINE

(1) Teoria del Caos : http://www.galileimirandola.it/frattali/teoria.htm
(2) EINSTEIN : http://digilander.iol.it/WaveWalker/einstein.htm ;
                            http://www.italysoft.com/curios/einstein/
(3) Il TEMPO del CERVELLO:  http://www.edscuola.com/archivio/lre/tempo.html
(4) Filosofia Grecia Antica:
http://www.123point.net/001topzine/formazio/arfor10b.htm
(5) SCIENCE AND CREATIVITY :
http://www.edscuola.it/archivio/lre/science.html
(6) Le reazioni Chimiche Oscilanti -Audiovisivo- Pubblicazione Multimediale
del Centro Didattico TV. Della Universita' di Firenze  (richiedibile al n°
+39/055/4377232 ; AV-service@cdt.unifi.it
(7) Neg-entropy : http://www.uia.org/uiademo/kon/c0003.htm
(8)  The BIG BANG Theory :
http://liftoff.msfc.nasa.gov/academy/universe/b_bang.html

http://map.gsfc.nasa.gov/html/big_bang.html
(9) I limiti cognitivi della percezione :
http://www.edscuola.com/archivio/lre/limcogn.html
(10) Dal Mondo degli atomi al mondo dei Bit :
http://www.edscuola.com/archivio/lre/atomi.html
(11) La luce, l' onda, la particella:
http://www.sussidiario.it/scienze/magazine/manzelli/index.shtml



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Si ringrazia il prof. PAOLO MANZELLI  per questo contributo.