Complexitatea Universului și limitele cunoașterii

Între datele furnizate de aparatura de observaţie sau de experiment şi interpretarea datelor, pe măsură ce informaţiile rezultate sunt mai complicate şi mai profunde, există un decalaj de timp, respectiv timpul necesar pentru prelucrarea datelor este mai mare. Spre exemplu, există un decalaj mare între datele furnizate de sateliţii şi sondele spaţiale şi studierea, analizarea şi interpretarea datelor şi în consecinţă, luarea unor decizii sau soluţionerea unor probleme majore este întârziată. Pe de altă parte, există situaţii când sunt necesare ipotezele, atunci când datele de observaţie sau experimentale nu sunt disponibile, sunt insuficiente sau nu pot fi obţinute din diferite motive. În aceste condiţii crearea unor ipoteze, formulate cu mult înainte de obţinerea datelor, este utilă, chiar dacă ulterior acestea se vor dovedi false, inconsistente sau poate naive. O astfel de situaţie este constituită de problemele legate de conservarea masei şi energiei şi extinderea conservării şi asupra informaţiei; de aici, implicaţiile acestei extinderi în domenii limită ale cunoaşterii cum sunt domeniile cosmologiei şi astrobiologiei. Aceste ipoteze sunt propuse ca urmare a încercărilor de a răspunde la anumite întrebări referitoare la Univers precum şi la existenţa vieţii în Univers.

Riscul este major, pentru că se poate obiecta că ipotezele sunt prea fanteziste, poate prea naive sau dimpotrivă. Totuşi, orice încercare poate fi utilă, pentru oricine este binevoitor şi lipsit de prejudecăţi… Problema referitoare la conservarea şi echivalenţa generalizată este mai abstractă, nu este ceva ce se poate concretiza, cel puţin deocamdată, tot aşa cum iniţial principiile mecanicii cuantice nu s-au putut înţelege şi concretiza… Aceasta nu este un lucru simplu şi necesită un anumit efort de imaginaţie şi de abstractizare… Totuşi voi încerca să explic cumva…

Conservarea generalizată – Lavoisier enunţase celebra lege a conservării, prin enunţul cunoscut că… “nimic nu se pierde, nimic nu se câştigă, totul se transformă… ”

Enunţul este valabil pentru substanţă (masă) şi energie… O hârtie care arde, spre exemplu, nu “dispare”, se transformă în… cenuşă şi energie… Exemplele sunt numeroase şi nu insist… Eu am extins aceasta, şi pentru informaţie…

“ În orice proces, cantităţile de substanţă (masă), energie şi informaţie nu se pierd, nu se câştigă, ci se transformă… ”

Această completare este esenţială. Revenind la exemplu, o bucată de hârtie conţine şi informaţie, inclusă în structura chimică a hârtiei. Într-adevăr, atomii de carbon, de hidrogen, de oxigen care formează hârtia, se ordonează într-un anumit mod, iar această ordonare este de fapt o caracteristică a unui tip de informaţie. Informaţia, ca şi energia, poate fi de mai multe feluri… Noţiunea de informaţie are un înţeles mai profund, înseamnă mult mai mult, înseamnă spre exemplu capacitatea unui sistem de a genera o structură… Toată această informaţie se transformă, aşadar ! Este un exemplu pentru a înţelege pentru că urmările sau consecinţele sunt incalculabile !

Mai departe, referitor la echivalenţa generalizată…

Einstein a formalizat transformarea dintre masă (substanţă) şi energie, în celebra formulă E = m x C² adică energia E este egală cu masa m înmulţită cu viteza luminii C la pătrat… Orice variaţie a masei implică o variaţie a energiei şi invers (∆E = c² * ∆m). Altfel spus, masa (substanţa) este echivalentă cu energia… Toate procesele nucleare din stele sau din bombele termonucleare se bazează pe această transformare sau echivalenţă dintre masă (substanţă) şi energie… Aici, de asemenea, am generalizat şi am presupus că există astfel de formule şi pentru cantitatea de informaţie şi respectiv cantitatea de energie sau cantitatea de substanţă (masă)… Adică o cantitate de substanţă se poate transforma într-o cantitate de informaţie şi invers; orice variaţie a masei implică o variaţie a informaţiei şi invers. O cantitate de energie se poate transforma într-o cantitate de informaţie şi invers; orice variaţie a energiei implică o variaţie a informaţiei şi invers… Echivalenţele acestea sunt mult mai subtile…

Problema este de a formaliza, adică de a găsi formule matematice adecvate, ceea ce este extrem de dificil, pentru că aceste formule sunt mult mai complicate decât formula lui Einstein, după cum se pare… Să încerc o analogie pentru a înţelege cât de cât… Când vrei să construieşti o casă, spre exemplu, foloseşti mai întâi o anumită cantitate de informaţie conţinută în scheme, în diagrame, calcule de construcţie, în măsurători, în… propria experienţă, care apoi este convertită (transformată) în substanţă (masă) şi energie (adică: materiale de construcţie şi unelte, energia utilizată de instalaţii sau maşini, etc.) ! Numai pe baza acestor informaţii se face apoi construcţia – care construcţie înseamnă de fapt… beton, sticlă, oţel… adică substanţă precum şi energie (se consumă energie pentru transport, motoare electrice, etc.)… Se poate continua cu exemple din natură… Moleculele de ATP (molecule de energie ale organismului; ATP înseamnă acid adenozintrifosforic) se găsesc spre exemplu în muşchi şi prin transformarea lor în energie, organismele care au sistem muscular se pot mişca ! Aceste molecule conţin pe lângă energie şi informaţie (informaţia este stocată în… ordinea specifică pe care o au în moleculă, atomii de fosfor, carbon, oxigen…) ! Informaţia codată în moleculă este transformată apoi în energie !…

În general, se poate spune că atunci când se realizează un echilibru optim între ENERGIA, SUBSTANŢA ŞI INFORMAŢIA UNIVERSULUI, atunci este îndeplinită condiţia primordială pentru apariţia şi dezvoltarea vieţii. Fără acest echilibru, viaţa nu poate exista…

Ideile de conservare generalizată şi de echivalenţă generalizată nu au apărut acum… În decursul timpului, au existat diferite concepţii, au existat diverşi filozofi, care au exprimat astfel de idei…

– Budismul – filozofia indo-tibetană – exprimă ideea de iluzie (maya) – lumea este o iluzie; substanţa, energia, informaţia, care par a fi distincte, în realitate nu sunt, acestea sunt echivalente…

– Heraclit – afirmă că lumea este într-o continuă schimbare, că nimic nu este stabil, că nimic nu se pierde, că totul se transformă, (“totul curge”); de asemenea a mai afirmat că totul în lume are o ordine specifică, numită “logos”…

– Platon – arată că lumea ideilor, de unde se nasc toate celelalte lucruri din lumea concretă este eternă, ideile reprezintă de fapt ”programe” de structurare a Universului, informaţii fundamentale…

– Biblia – Ecleziastul şi Noul Testament – aici se scrie: ”Nimic nu e nou sub soare…”, ”… la început a fost cuvântul…” Prin aceasta se arată clar ideea de conservare a informaţiei – din moment ce nimic nu este nou sub soare şi că la început a fost cuvântul, reiese că nici informaţia nu se pierde, se conservă şi se transformă ca şi substanţa şi energia.

– Arthur Schopenhauer – filozofia acestuia se bazează pe ideea de voinţă şi de reprezentare, ”lumea este reprezentarea mea…”, este arătat clar că voinţa este o componentă fundamentală a Universului, iar voinţa oarbă de a trăi, de a exista este impusă de funcţionarea şi structurarea Universului, care ”are nevoie” de viaţă, iar biosfera ca acumulatoare, generatoare, disipatoare şi reglatoare de informaţie, substanţă şi energie îndeplineşte tocmai o anumită funcţie fundamentală în stabilitatea Universului…

– Lavoisier – a formulat foarte clar ideea de transformare şi de conservare a energiei; pornind de aici, se poate generaliza şi pentru substanţă şi informaţie.

– Albert Einstein – a formulat clar ideea de echivalenţă a energiei şi a masei, de unde se poate extinde ideea de echivalenţă şi pentru informaţie.

S-a observat că toate lucrurile se află în ceva, formează CEVA, iar acest ceva este… UNIVERSUL !… Este exprimată de fapt ideea de UNICITATE; dar unicitatea implică pluralitatea sau diversitatea. Aceasta implică mai departe că Universul nu este decât un ”fragment”, o porţiune dintr-un ansamblu mult mai complicat, încă necunoscut… Proprietăţile materiei, spaţiului şi timpului se schimbă într-o măsură mai mică sau mai mare, putând apare şi alte proprietăţi sau chiar alte atribute sau entităţi. Pe de altă parte, ce face ca spaţiul în care trăim să aibe trei dimensiuni ? Ce determină organizarea spaţială tridimensională a materiei ? De ce nu sunt mai multe sau mai puţine dimensiuni ale spaţiului ? De ce spaţiul nu are şi dimensiuni fracţionare (sau iraţionale) sau dimensiuni negative ?

Se poate considera că acest ansamblu din care face parte Universul nostru, are o hiperstructură anumită sau, altfel spus, Universul nostru este un fragment din acest ansamblu, tot aşa cum, spre exemplu, un organ este un fragment dintr-un organism, iar un organism este un fragment dintr-un ecosistem, iar un ecosistem este un fragment din biosferă… Această hiperstructură nu este limitată numai de spaţiu şi timp; pentru a delimita hiperstructura este necesar să se studieze şi alte proprietăţi şi alte atribute ale existenţei alături de spaţiu şi timp (acestea se pot numi entităţi generalizate – definesc hiperstructura materiei)…

Aşadar, Universul este o structură înglobată într-o altă structură… Albert Ducrocq a surprins acest aspect, scriind următoarele:

”Ordinea din cosmos nu s-ar datora oare unor structuri care, la rândul lor, ar fi produsul altor structuri ?”

(Albert Ducrocq – ”Romanul materiei”, Editura Ştiinţifică, Bucureşti, 1966)

Putem considera că Universul este un „sistem automat” deosebit de complex ? Acest sistem este înglobat în alt ansamblu, de care este influenţat şi asupra căruia acţionează ?

Sunt întrebări la care se poate răspunde afirmativ…

Extras din Complexitatea Universului și limitele cunoașterii (Eseu de cosmologie ficțională), de Constantin M. N. Borcia