Ex perceptu

La visione del documentario What the #$*! do we know!? (2004) non mi ha particolarmente entusiasmato. La preponderante partecipazione di adepti della Scuola di Illuminazione di Ramtha fa decisamente perdere di credibilità all’intero lavoro, rendendolo solo un confuso pasticcio di teorie pseudo-scientifiche e di massime New Age, sebbene molte riflessioni siano spiritualmente piuttosto edificanti. L’unico pregio che questo film ha avuto é aver stimolato in me il seguente ragionamento. Mi ha sempre intrigato l’ipotesi che la percezione sensoriale sia alla base dei dilemmi morali dell’uomo. La percezione sensibile delle cose é supportata dalla memoria e ricreata nella prassi e in un certo senso limitata alle cose che per esperienza riteniamo possibili: non avendone mai avuto esperienza, i nativi d’America pensavano che le caravelle di Colombo fossero strane onde, gli abitanti di Metropolis pensavano che Superman fosse un uccello o un aereoplano, etc. Di conseguenza, possiamo considerare la nostra coscienza una macchina che produce realtà. Questo é alla base del deja-vu. Una ragazza non vedente dalla nascita una volta mi ha raccontato di come nella sua mente esperienze sensibili diverse siano associate al nome dei colori di cui lei non ha mai avuto percezione. Lei quindi crede nell’esistenza del blu, anche se nella sua realtà esiste solo la parola “blu” ma non ciò che un vedente impara essere chiamato così. Wittgenstein in Della certezza afferma che “quello a cui crediamo dipende da quello che impariamo”. La ragazza ha probabilmente appreso da altri che esiste un blu diverso da quello che lei si é rappresentata nella sua realtà. Quindi anche se il mio blu non esiste nella sua realtà, lei si fida e crede che anche il mio blu esista. Un’estensione interessante di questa argomentazione riguarda il giudizio morale che diamo della realtà. I due principali sistemi neurali del giudizio morale sono il sistema affettivo e il sistema cognitivo. Il primo é comune ai primati ominidi e viene innescato in modo stereotipato da stimoli sociali, mentre il secondo ha nell’uomo lo sviluppo maggiore in tutto il regno animale. Le percezioni sensibili contribuiscono notevolmente all’emersione del giudizio morale, in quanto hanno effetti sul bilancio tra l’attivazione neurochimica dei due sistemi per motivi fisiologici e di adattamento evolutivo. Rispetto alla quantità di informazioni che il nostro cervello é in grado di processare ogni secondo, noi siamo coscienti solo dello 0.0005%. Questa quota esigua di dati contiene informazioni relative all’ambiente, al nostro corpo e al tempo e rappresenta lo stretto indispensabile per la sopravvivenza che emergere dallo stato cosciente. Ciò che vediamo con gli occhi quindi é solo una rappresentazione parziale di ciò che “vediamo” a livello cerebrale. Essendo la percezione parziale, ogni giudizio sarà sempre insufficiente e superficiale. Definire una condotta morale potrebbe quindi trascurare la conoscenza di ciò che non si percepisce, che non si apprende e a cui quindi si può non credere. Come poter giudicare cosa é bene e cosa é male se si é limitati nella conoscenza dell’intera realtà? I dogmi morali vanno ridimensionati. Ad esempio, non può esistere una morale religiosa fintanto che la fede sia intesa come consapevolezza di qualcosa di intellegibile. A mio avviso, la fede é qualcosa di simile a ciò che mostra Kirkegaard in Timore e tremore presentando come campione di fede Abramo che “in forza dell’assurdo riottiene Isacco”. Non possiamo inferire regole morali dall’ignoto, ma siamo liberi di saltare nel buio. 

5-1

Si potrebbe assimilare un evento complesso ad una partita di pallavolo. La sequenza di spostamenti che il pallone effettua tra le due metà campo è casuale? Verrebbe da dire di no, visto che sono i giocatori a condurre la partita e decidere passaggi, tiri e scambi. Magari subentrano fattori pseudo-casuali dovuti al fatto che le due squadre non conoscono la tattica di gioco adottata dagli avversari e quindi possono vicendevolmente essere presi alla sprovvista, sorpresi e dunque battuti. Ma che differenza ci sarebbe tra un percorso casuale del pallone tra le due metà campo e quello che si avrebbe durante una partita? Probabilmente la ripetizione di schemi predeterminati che i giocatori sono allenati ad adottare durante una partita. Nei limiti della riproducibilità di un percorso identico, il pallone si troverà spesso a percorrere tragitti attesi. Forse più interessante è considerare gli spostamenti che una telecamera che stia riprendendo la partita deve compiere per seguire il pallone al di qua e al di là della rete. Chi riprende infatti può prevedere solo in linea generale quale direzione potrà prendere il pallone e questa cognizione è ulteriormente complicata dalla capacità dell’osservatore di elaborare in un modo adeguatamente efficiente lo stimolo visivo per dare una risposta soddisfacente. Se paradossalmente la partita venisse accelerata oltre i limiti della percezione visiva umana, il cameraman non avrebbe nulla da riprendere. E questo è il punto. Uno stesso evento può avere diversi gradi di complicazione e questo dipende dal punto di osservazione. Verrebbe da pensare allora che il caos che emerge dalla formazione spontanea di anisotropia da parte di sistemi dissipativi abbia un ordine intrinseco non osservato a causa dei pochi gradi di libertà che lo caratterizzano. Teoricamente quindi si potrebbe ridurre la componente caotica di un sistema complesso disponendo di un dispositivo in grado di aumentare i dati utili a valutare l’informazione contenuta in esso. Un avanzatissimo supercomputer. 

Casinò genetico, ovvero La coda di Minosse

La maggiore difficoltà nello studio dei sistemi dinamici complessi risiede nel fatto che lontano dall’equilibrio la separazione tra ciò che è significativo e ciò che è semplice rumore di fondo non è assoluta ma dipende dalla situazione. L’incertezza, come predetto da Heisenberg, è quindi un elemento sempre presente. Considerazioni illuminanti rispetto a queste questioni sono quelle espresse da Isabelle Stengers in un articolo intitolato Perché non può esserci un paradigma della complessità. Il punto di vista dello sperimentatore sul sistema è assimilabile a quello dell’asino di Buridano, descritto da Leibniz nella Teodicea per ribadire la necessità di una scelta, sebbene mossa da motivazioni ignote anche a chi sceglie: di fronte a due campi identici, l’asino muore non sapendo decidere. Una situazione di questo genere, si riscontra nella variazione genetica. Il grado di canalizzazione epigenetica, così come è introdotto da Waddington, costituisce per ogni carattere fenotipico una “scommessa”: la variazione genetica arbitraria infatti non si traduce nelle modificazioni arbitrarie del fenotipo, ma nell’esplorazione di ciò che può fare un processo di strutturazione aperto, considerato che le strutture determinano i vincoli e che la pressione selettiva poggia sull’individuo inserito nel suo ambiente. Per dirla come il padre del costruttivismo radicale, Ersnt von Glasersfeld, “il fiume si forma ovunque il paesaggio consenta all’acqua di scorrere”. Il fiume è allo stesso tempo parte integrante del paesaggio ed altro da esso. In generale, quindi, è il contesto d’azione a determinare quanto complesso debba essere un fenomeno.

E il secondo giorno…

Dal caos si viene a sviluppare ordine per mezzo di variazione e selezione (K.E. Drexler). La vita potrebbe essere considerata come una proprietà emergente comune a certi livelli di organizzazione della materia, risultato da un progressivo e positivo aumento di complessità del tutto. Evidentemente questo comporta l’impossibilità per noi di evitare di interrogarci sulle origini della materia quindi sulla natura dell’universo. Sfortunatamente non preoccupandoci di dare una definizione universale di materia limitiamo le nostre possibilità di spiegare l’origine e l’ordine dell’universo. Generalmente si definisce universo l’insieme di un sistema (il complesso di oggetti esistenti in natura) e del suo intorno (lo spazio che li contiene). Un sistema è la parte di universo alla quale più direttamente ci interessiamo, ma anche un livello di organizzazione gerarchico, le cui componenti sono sub-elementi del livello inferiore. Le proprietà emergenti di un sistema, non deducibili dalle proprietà delle parti stesse, non consentono di studiarlo scindendolo da esse. L’organizzazione di un sistema consiste nella serie di costrizioni, definite dallo scambio di informazioni tra livelli, entro cui le sue componenti funzionano. Attraverso i livelli gerarchici (canali di trasmissione) l’informazione subisce successive azioni di filtraggio che ne modificano il segnale. Il cervello ad esempio è un sistema cibernetico aperto. Le sue componenti sono sub-elementi del livello cellulare inferiore. Il pensiero è una sua proprietà emergente. La neurotrasmissione definisce lo scambio di informazioni tra livelli e subisce evidenti azioni di filtraggio: l’informazione elettrica è convertita in informazione chimica che è convertita in informazione intellettiva. Relativamente all’universo, l’informazione è dunque trasmessa fino ad esso secondo gradi di complessità crescenti: atomi, corpi, galassie. Si riscontrano difficoltà ad immaginare livelli di organizzazione superiori all’universo. Se l’universo fosse esso stesso una sub-componente di un sistema più complesso, le proprietà emergenti derivate dall’integrazione di diversi universi comporterebbero l’inesattezza della comune concezione di isolamento dell’universo e di conseguenza la catastrofe della termodinamica. Occorre dunque ritenere che l’universo è il grado massimo di organizzazione della materia e il suo isolamento è condizione necessaria affinché questo contenga tutta l’informazione di cui la materia è capace. La materia è quindi un’entità informativa. L’isolamento dell’universo inoltre non esclude l’esistenza di un livello di organizzazione superiore, un iper-universo, costituito da componenti isolate in relazione con un intorno che ne garantisca la condizione di isolamento, nonostante un insieme di sistemi isolati sarebbe tuttavia un sistema privo di informazione e di proprietà emergenti e quindi impossibile da studiare. Questo intorno sarebbe il vuoto tra diversi universi, il nulla da cui ha avuto origine l’informazione, l’ordine. Ogni sistema isolato conterrebbe un tipo di informazione diversa. Il nostro universo contiene tutta l’informazione espressa dalla materia. Ma come ha avuto origine la materia dal nulla e quali informazioni contengono gli altri universi? Forse oltre al nostro esiste solo un altro universo di antimateria, un anti-universo isolato contenete anti-informazione. Se i due universi collidessero annichilerebbero generando la più grande forma di energia possibile. E a quel punto?

Cervelli, finestre ed empirismo britannico

Nel suo capolavoro, GEB, Douglas Hofstadter afferma che il cervello lavora senza che nessuno gli dica come lavorare. Il pensiero infatti emerge spontaneamente in un cervello composto di neuroni di per se stessi non coscienti. Quello di spontaneità é un concetto fondamentale non solo nella vita sociale ma anche e soprattutto nelle scienze. Attorno ad esso ruotano tutte le argomentazioni sul perché avviene quello che avviene. La termodinamica insegna che un processo é definito spontaneo se il sistema che ne é implicato passa da uno stato energetico più alto ad uno più basso, con un conseguente aumento di entropia o eventualmente con una diminuizione di entalpia. La deprimente afflizione che coglie una mente vivace e immaginifica alla luce dell’esauriente verifica dell’assunto che tutto nell’universo tenda semplicemente al minimo energetico é difficile da superare. Possibile che sia tutto qui? Rinnovata meraviglia per le leggi che governano la fenomenologia universale é data però dallo scandaglio di ciò che deriva da una tale legge, ovvero il principio di emergenza. Per comprendere il principio di emergenza dei sistemi complessi basta aprire una finestra e guardare fuori. Tutto ciò che si osserva é ciò che di più stupefacente sia emerso da quel piccolo banale pricipio secondo il quale l’universo é ordinato. Ancor più stupefacente inoltre é che l’emergenza di tanta eterogeneità sia un carattere intrinseco di tale principio (come il pensiero in un’adeguata organizzazione neuronale), e altrettanto stupefaciente é quanto in effetti possa svilupparsi da una legge tanto potente. Allora perché quella legge? In questo purtroppo la scienza si mostra più dogmatica di quanto non si pensi. Il principio del minimo energetico infatti é al tempo stesso una descrizione e una interpretazione della realtà ma non ne spiega la causa. Forse il presupposto di Berkeley per cui esse est percipi (esistere é essere percepito) si applica bene a questo problema: la realtà non esiste se non per chi ne ha esperienza, quindi ricercare l’origine della realtà implicherebbe indagare i principi della sua cognizione e per tanto i motivi stessi della scienza. Quella famosa legge quindi non fa altro che dare alla scienza la possibilità di esistere…

Vita inevitabile?

L’origine della vita è datata tra i 4,4 e i 2,7 miliardi di anni fa. Nelle scienze (ma forse più nelle religioni) esistono diversi concetti e modelli di vita basati sull’attribuzione di caratteri e condizioni, tra di loro anche molto divergenti, che mirano a definire lo stato di essere vivente. In generale, la speculazione sui parametri che dovrebbero qualificare una definizione ritengo sia materia di approfondimento di ambiti più vicini alla filosofia del linguaggio che non alla biologia, pertanto mi riferirò al termine vita semplicemente come ad una forma avanzata di organizzazione della materia, che trova una sua rappresentazione in entità integrate e autonome come ad esempio una cellula (ma anche il pianeta Terra o come qualcuno sostiene un computer). La vita è possibile solo in un universo instabile che garantisca un’evoluzione. Il nostro è decisamente un universo instabile. Una cellula ha evoluto un meccanismo di sopravvivenza fondamentale che è il metabolismo, basato sulle trasformazioni dell’energia chimica. L’energia nucleare, le onde a bassa frequenza o il calore sono fonti di energia non utilizzabili dai meccanismi cellulari. Sarebbe allora possibile immaginare forme di metabolismo alternativo che impieghino simili fonti di energia per il sostentamento di un organismo? I sistemi di Wächtershäuser, che aprono scenari su un mondo primordiale a ferro-zolfo, funzionano con risorse energetiche endogene, come i solfuri di ferro e altri minerali quali la pirite. Sembra quindi che l’universo possa sviluppare diversi gradi di complessità ad ognuno dei quali forse può corrispondere una forma di vita. La cellula con il suo metabolismo catabolico-anabolico appartiene a un certo grado di complessità dell’universo, entro il quale opera, coevolvendo (si pensi agli adattamenti ematologici degli Aymara peruviani alla scarsità di ossigeno delle grandi altitudini). L’intera condizione uomo sul pianeta Terra è un grado di complessità, reso ancor più complesso per la capacità umana di interagire con l’instabile equilibrio del pianeta e quindi con l’universo intero. Ma anche il virus dell’HIV appartiene a un grado complesso entro il quale opera come entità integrata e autonoma, o la fuzzy logic di una rete neurale. C’è chi aggiungerebbe all’elenco anche i sistemi finanziari… Ad ogni modo, finché l’entropia continuerà ad aumentare, l’emergere della vita in forme sempre diverse sarà quanto meno inevitabile.

Enigmistica evolutiva

Come spesso accade, un libro si rivela molto più illuminante del film che ha ispirato. Ultimamente ho avuto conferma di questo assioma dalla lettura di Out of control di Kevin Kelly, testo dichiratamente tecno-utopistico, che pare sia stato consigliato dai fratelli Wachowski a Keanu Reeves per calarsi nel personaggio di Neo per il film The Matrix. Leggendo il saggio di Kelly però ci rende presto conto che il cyber-action movie campione d’incassi deve a quel testo unicamente alcune tematiche ˝tecnognostiche˝, mentre per il resto Out of control risulta essere qualcosa di ben più profondo delle, seppur avvincenti, inquietudini dell’Eletto. Sebbene sia stato scritto nel 1994 (la prima bozza del Genoma Umano vedrà la luce solo nel 2000), in chiusura l’autore propone una serie di domande, non nuove (come egli stesso confessa) ma estremamente interessanti, a cui però non dà risposta alcuna. Una fra tutte di interesse prettamente biologico: «Se l’evoluzione tende ad alimentare maggiore complessità, perché accade questo? E se davvero non lo fa, perché sembra che lo faccia? La complessità è effettivamente più efficiente della semplicità?». Trovo la questione piuttosto interessante. Banalmente, l’evoluzione alimenta maggiore complessità perché una maggiore complessità favorisce il maggior numero di adattamenti. La modalità con cui è garantita questa flessibilità risiede nell’organizzazione dei genomi degli organismi viventi. Organismi più complessi hanno genomi meno compatti, ovvero una minore densità di DNA genico rispetto a quella di DNA intergenico. In che modo allora l’espansione di DNA intergenico promuove una maggiore complessità? Quello che veniva originariamente definito “junk” DNA detiene funzioni purtroppo ancora ignote, ma è stato visto rivestire notevole importanza a livello regolativo e poiché organismi con livelli regolativi più complessi rispondono più efficacemente a stimoli diversi consegue che effettivamente, almeno da un punto di vista evolutivo, la complessità sia più efficiente della semplicità. A meno del riduzionismo che potrebbe emergere da queste considerazioni, correlare la presunta tendenza dell’evoluzione ad incrementare la complessità con una presunta pressione selettiva che operi positivamente sulla plasticità dei genomi apre scenari inauditi sul futuro delle specie: si potrebbero immaginare organismi venturi con genomi completamente fluidi, combinatori, iperadattabili! Se questo non fosse solo un buon soggetto per un film di fantascienza, magari prima che si spenga il Sole (o più probabilmente prima di aver finito per autodistruggerci) potremo studiare organismi con genomi molto simili a degli anagrammi!