Tao complesso livello 4: Eteropoiesi del Tao

I sistemi autopoietici sono in modo strutturale dei sistemi aperti, che scambiano energia, informazione e in generale interagiscono con l’esterno pur mantenendo sempre la propria autonomia, omeostasi, chiusura organizzativa e lo schema autopoietico a rete.

Si pongono quindi tre situazioni quando si considera il sistema con il suo contesto: l’interazione tra un sistema autopoietico e il proprio ambiente, l’interazione tra due sistemi autopoietici (identici o diversi) e l’interazione congiunta di due sistemi autopoietici tra loro e con l’ambiente.

Nella descrizione complessa di Maturana e Varela tutti questi casi emergono in modo naturale dalla teoria, e sono stati trattati dagli autori con il concetto di Accoppiamento Strutturale.

Nelle parole di Capra:

“Nella descrizione della presenza della vita, a partire dai batteri fino agli ecosistemi su grande scala, osserviamo reti di componenti che interagiscono a vicenda in modo tale che la rete regola e organizza se stessa. Poiché questi componenti, tranne che nel caso delle reti in una cellula, sono essi stessi sistemi viventi, un quadro realistico delle reti autopoietiche deve comprendere una descrizione del modo in cui i sistemi viventi interagiscono fra loro e, più in generale, col proprio ambiente. In effetti questa descrizione è parte integrante della teoria dell'autopoiesi elaborata da Maturana e Varela. La caratteristica centrale di un sistema autopoietico è data dal fatto che esso subisce continue modifiche strutturali conservando nel contempo il proprio schema di organizzazione a rete. I componenti della rete si producono è si trasformano continuamente a vicenda, e lo fanno in due modi distinti.

Un tipo di modifiche strutturali è costituito da cambiamenti di autorinnovamento. Ogni organismo vivente si rinnova di continuo: le cellule demolendo e costruendo strutture, i tessuti e gli organismi sostituendo le proprie cellule in cicli ininterrotti. Ma a dispetto di questo cambiamento in atto, I'organismo mantiene la propria identità globale,ovvero il proprio schema di organizzazione.

Molti di questi cambiamenti ciclici avvengono assai più velocemente di quanto s'immagini. Per esempio, il nostro pancreas sostituisce buona parte delle proprie cellule ogni ventiquattro ore; le cellule della mucosa gastrica si rigenerano ogni tre giorni; i globuli bianchi si rinnovano nel giro i dieci giorni; e il 98 per cento delle proteine presenti nel cervello viene rimpiazzato in meno di un mese. Anche più sorprendente è il fatto che la pelle sostituisca le proprie cellule al ritmo di centomila al minuto.

Il secondo tipo di modifiche strutturali che avvengono in un sistema vivente è costituito da cambiamenti in cui si creano nuove strutture, cioè nuove connessioni nella rete autopoietica. Anche questi cambiamenti del secondo tipo – evolutivi piuttosto che ciclici - hanno luogo di continuo, o come conseguenza di influenze ambientali o come risultato della dinamica interna del sistema. Secondo la teoria dell'autopoiesi, un sistema vivente interagisce con il suo ambiente attraverso un “accoppiamento strutturale”, cioè attraverso interazioni ricorrenti, ognuna delle quali innesca modifiche strutturali nel sistema. Per esempio, una membrana cellulare incorpora di continuo sostanze del suo ambiente nei processi metabolici della cellula. Ogni percezione sensoriale causa un cambiamento nelle connessioni del sistema nervoso di un organismo. Tuttavia questi sistemi viventi sono autonomi. L'ambiente si limita a innescare le modifiche strutturali; esso non le specifica né le dirige. L'accoppiamento strutturale, nella definizione che ne danno Maturana e Varela, stabilisce una chiara distinzione fra il modo in cui i sistemi viventi e quelli non viventi interagiscono con il proprio ambiente.”

La definizione di Maturana e Varela di Accoppiamento Strutturale è:

“Parliamo di accoppiamento strutturale ogni volta che esiste una storia di interazioni ricorrenti che portano ad una congruenza strutturale tra due (o più) sistemi”

o anche:

“Accoppiamento Strutturale è il termine utilizzato per il coinvolgimento (engagement) determinato dalla struttura (e che determina la struttura) di una data unità sia con il proprio ambiente sia con un’altra unità.”

E’ un 

“… processo storico che porta ad una coincidenza spazio-temporale tra i cambiamenti di stato dei partecipanti. Come tale, l’accoppiamento strutturale ha connotazioni sia di coordinazione sia di co-evoluzione”

E più specificamente nei due casi:

• Sistema accoppiato con il suo Ambiente

“Se uno dei sistemi plastici è un organismo e l’altro il suo medium, il risultato è un adattamento ontogenetico del’organismo con il suo medium: I cambiamenti di stato dell’organismo corrispondono ai cambiamenti di stato del medium."

Per sistema "plastico" si intende un sistema che ha la capacità di modificarsi a seconda delle perturbazioni interne o esterne.
 

“La continua interazione tra un sistema strutturalmente plastico in un ambiente con perturbazioni ricorrenti produrrà una continua selezione della struttura del sistema. Questa struttura determinerà, d’altra parte, lo stato del sistema e il suo dominio di perturbazioni ammissibili, e d’altra parte permetterà al sistema di operare in un ambiente senza disintegrarsi.”

• Sistema accoppiato con un altro Sistema

“Se due sistemi plastici sono organismi, il risultato del loro accoppiamento strutturale ontogenetico è un dominio consensuale.”

Un dominio consensuale è definito come “… un dominio di sequenze di stato interbloccate (intercalate e reciprocamente attivanti), stabilite e determinate attraverso interazioni ontogeniche tra sistemi strutturalmente plastici e determinati. Dato che i domini consensuali sono definiti sia dalle strutture dei loro partecipanti sia dalla storia dalla quale essi pervennero ad esistere, essi non sono riducibili a descrizioni in termini di uno solo dei due.”

Due organismi accoppiati strutturalmente tra loro sono anche necessariamente sempre accoppiati con il loro ambiente:

«Se l’organismo e il suo sistema nervoso sono plastici a livello strutturale, la realizzazione continua dell’autopoiesi dell’organismo porta necessariamente ad un accoppiamento strutturale dell’organismo e del sistema nervoso l’uno con l’altro e con il medium in cui l’autopoiesi si realizza» 

L’accoppiamento strutturale costituisce quindi il fondamento di tutti i sistemi interattivi animali e umani e fornisce le basi per la loro interazione dai livelli 2-3 cellulare/biologico/organismo al livello 4 di interazione tra organismi e il livello 5 di ambiente/ecosistema. Fino a che sopravvive, un sistema plastico a livello strutturale diventerà automaticamente e rapidamente accoppiato in modo sempre più ricco con il suo ambiente. Perciò, se l’ambiente è formato da altri sistemi strutturalmente plastici, essi risulteranno accoppiati l’uno con l’altro con sempre maggiore complessità. Inoltre, questo accoppiamento «è una conseguenza necessaria delle loro interazioni ed è tanto maggiore quanto più numerose sono le interazioni che si verificano».

Bateson ha descritto lo stesso fenomeno in termini di tautologia auto-terapeutica (Bateson definisce la tautologia come un insieme di proposizioni connesse in cui la validità dei "legami" non può essere messa in dubbio. La verità delle proposizioni invece non è richiesta, ad esempio la geometria euclidea):
«Se la si lascia stare, qualunque ampia porzione di Creatura (nota: inteso come Organismo) tende a stabilizzarsi verso la tautologia, cioè verso una coerenza interna di idee e di processi"

 

Nella descrizione dei sistemi autopoietici e nel loro accoppiamento strutturale rimane sempre centrale il ruolo dell’osservatore che descrive i sistemi e le loro interazioni. A questo proposito Varela nota come

«ad ogni stadio l’osservatore è in rapporto con il sistema attraverso una comprensione che modifica la sua relazione con esso».

 

Tao complesso livelli 2-3: Autopoiesi del Tao

Il concetto di Chiusura Operazionale di sistema, introdotto da Maturana e Varela come una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi viventi, non è tuttavia sufficiente come insieme minimo di descrizione. Data la complessità dei sistemi viventi ci si aspetta che non sia sufficiente una solo tipo di descrizione ma un intreccio di più descrizioni a diverso livello per ottenere una sintesi completa minima.

All'inizio degli anni 70, e in particolare nel 1972, Humberto Maturana, successivamente con Francisco Varela, ha introdotto il concetto di autopoiesi o sistema autopoietico.

Quali proprietà, allora, deve possedere un sistema per essere definito davvero vivente?
Possiamo fare una distinzione chiara fra sistemi viventi e non viventi?

Qual è I'esatto legame che intercorre fra auto-organizzazione e vita?

Erano queste le domande che si poneva Humberto Maturana, studioso cileno di neuroscienze, negli anni Sessanta. Dopo sei anni di studi e di ricerca nel campo della biologia in Inghilterra e negli Stati Uniti, dove collaborò con il gruppo di McCulloch presso il Massachusetts Institute of Technology e fu fortemente influenzato dalla cibernetica, nel 1960 Maturana ritornò all'Università di Santiago. Qui si specializzò in studi di neuroscienze e, in particolare, nella comprensione del fenomeno della percezione del colore. In seguito a questa ricerca, nella mente di Maturana presero forma due domande fondamentali. Come egli stesso ricordò tempo dopo: "Mi trovai in una situazione in cui la mia vita accademica era divisa, e mi orientai nella ricerca delle risposte a due domande che sembravano condurre in opposte direzioni" e cioè:

"Che cos'è l'organizzazione del vivente?"

"Che cosa avviene nel fenomeno della percezione?""

Maturana si dibatté in queste domande per quasi un decennio, e fu grazie al suo genio che trovò una risposta comune a entrambe. In tal modo egli rese possibile I'unificazione di due tradizioni di pensiero sistemico che si erano occupate della separazione cartesiana da punti di vista differenti. Mentre i biologi organicisti avevano esplorato la natura della forma biologica, i cibernetici avevano tentato di comprendere la natura della mente. Verso la fine degli anni Sessanta, Maturana si rese conto che la chiave dei due enigmi risiedeva nella comprensione dell' "organizzazione del vivente". Nell'autunno del 1968 Maturana fu invitato da Heinz von Foerster a far parte del suo gruppo di ricerca interdisciplinare presso la University of Illinois e a intervenire a un convegno sulla cognizione che si tenne a Chicago qualche mese più tardi. Ciò gli diede un'opportunità ideale per presentare le sue idee sulla cognizione come fenomeno biologico. Qual'era, dunque, l'intuizione centrale di Maturana? Come disse lui stesso:

"Le indagini sulla percezione del colore mi condussero a una scoperta che. era per me di straordinaria importanza: il sistema nervoso funziona come una rete chiusa di interazioni, in cui ogni cambiamento delle relazioni d'interazione fra alcuni componenti dà sempre come risultato un cambiamento delle relazioni d'interazionedegli stessi o di altri componenti."

Da questa scoperta Maturana trasse due conclusioni che gli diedero le risposte ai quesiti fondamentali che si era posto. Ipotizzò che l'organizzazione circolare del sistema nervoso fosse l'organizzazione di base di tutti i sistemi viventi:

"I sistemi viventi-... [sono] organizzati in un processo circolare causale chiuso che permette il cambiamento evolutivo nel modo in cui è mantenuta la circolarità, ma non la perdita della circolarità stessa".

Poiché tutti i cambiamenti nel sistema avvengono all'interno di questa circolarità di base, Maturana sosteneva che gli elementi che determinano l'organizzazione circolare devono anche essere prodotti e mantenuti da essa. E concludeva che questo schema a rete, in cui ogni componente ha la funzione di aiutare a produrre e a trasformare altri componenti mantenendo nel contempo la circolarità globale della rete, costituisce la vera "organizzazione del vivente".
La seconda conclusione che trasse Maturana dalla chiusura circolare del sistema nervoso equivaleva a una concezione radicalmente nuova della cognizione. Egli ipotizzò che il sistema nervoso non soltanto si auto-organizza ma fa continuamente riferimento a se stesso, così che la percezione non si può considerare una rappresentazione di una realtà esterna ma si deve intendere come la creazione continua di nuove relazioni all'interno della rete neurale:

"Le attività delle cellule nervose non riflettono un ambiente indipendente dall'organismo vivente e quindi non permettono la costruzione di un mondo esterno che esiste realmente"

Secondo Maturana, la percezione, e più in generale la cognizione, non rappresentano una realtà esterna ma piuttosto ne specificano una attraverso il processo di organizzazione del sistema nervoso. Partendo da questa premessa Muturana compì poi un passo radicale postulando che il processo stesso di organizzazione circolare - in presenza o assenza di un sistema nervoso - è identico al processo della cognizione:

"I sistemi viventi sono sistemi cognitivi, e il vivere in quanto processo è un processo di cognizione. Questa dichiarazione è valida per tutti gli organismi, con o senza un sistema nervoso"

Non c'è dubbio che questo modo di identificare la cognizione con il processo della vita sia una concezione radicalmente nuova; dopo aver pubblicato le sue idee nel 1970 Maturana iniziò un lungo rapporto di collaborazione con Francisco Varela, un giovane studioso di neuroscienze dell'Università di Santiago, che era stato suo allievo. Maturana racconta che la loro collaborazione incominciò quando Varela,  nel corso di una conversazione, gli propose di trovare una descrizione più formale e completa del concetto di organizzazione circolare. Decisero immediatamente di lavorare su una descrizione verbale completa dell'idea di Maturana prima di tentare di costruire un modello matematico, e cominciarono inventando per essa un nome: autopoiesi. Auto, naturalmente, significa "da sè" e fà riferimento  all'autonomia dei sistemi auto-organizzantisi; e poiesi - dal greco poiesis, da cui deriva anche la parola "poesia" - significa "produzione". Dunque autopoiesi significa "produzione di sè". Dato che avevano coniato una parola nuova, priva di una sua storia, non avevano problemi a usarla come termine tecnico per indicare l'organizzazione distintiva dei sistemi viventi. Due anni dopo, Maturana e Varela pubblicarono la loro prima formulazione del concetto di autopoiesi in un lungo saggio ed entro il 1975, assieme al loro collega Ricardo Uribe avevano sviluppato un corrispondente modello matematico per il sistema autopoietico più semplice: la cellula vivente.

Maturana e Varela cominciano il saggio sull'autopoiesi definendo il loro approccio "meccanicistico" per distinguerlo dalle teorie vitalistiche sulla natura della vita: "il nostro approccio sarà meccanicistico: nessuna forza e nessun principio verrà addotto che non si trovi nell'universo fisico"
La frase successiva, però, chiarisce immediatamente che gli autori non aderiscono al meccanicismo cartesiano, ma ragionano in termini sistemici:

 
"Tuttavia, il nostro problema è l'organizzazione vivente, e perciò il nostro interesse non verterà sulle proprietà dei componenti, ma sui processi e sulle relazioni tra processi realizzati attraverso i componenti"

 
I due autori definiscono ancora meglio la loro posizione tramite la distinzione importante tra "organizzazione" e "struttura", che era stato un tema implicito in tutta la storia del pensiero sistemico ma non era stato formulato esplititacitamente fino allo sviluppo della cibernetica. Maturana e Varela rendono tale distinzione di una chiarezza cristallina.

L'organizzazione di un sistema vivente, spiegano, è l'insieme delle relazioni fra i suoi componenti (gli elementi del sistema) che definiscono il sistema come appartenente a una certa classe (per esempio un batterio, un gatto o un cervello umano). La descrizione di questa organizzazione è una descrizione astratta di relazioni e non identifica i componenti. Gli autori ipotizzano che l'autopoiesi sia uno schema generale di organizzazione, comune a tutti i sistemi viventi, qualunque sia la natura dei loro componenti.

La struttura di un sistema vivente, al contrario, è costituita dalle relazioni reali fra componenti fisici. In altre parole, la struttura del sistema è l'incarnazione fisica della sua organizzazione. Maturana e Varela mettono l'accento sul fatto che l'organizzazione del sistema è indipendente dalle proprietà dei suoi componenti, cosicché una data organizzazione può essere tradotta in una struttura fisica in molti modi differenti, attraverso molti tipi diversi di componenti.

Dopo aver chiarito che il loro interesse è rivolto all'organizzazione e non alla struttura, gli autori danno la definizione di autopoiesi, l'organizzazione comune a tutti i sistemi viventi.

Essa è una rete di processi di produzione, in cui la funzione di ogni componente è quella di partecipare alla produzione o alla trasformazione di altri componenti della rete. In questo modo, l'intera rete "produce continuamente se stessa'. Viene prodotta dai suoi componenti e a sua volta produce i componenti.

"Nei sistemi viventi il prodotto del loro operare è la loro propria organizzazione"

In altri termini:

Una macchina (sistema) autopoietica è una macchina organizzata (definita come unità) come una rete di processi di produzione (trasformazione e distruzione) di componenti che:

(i) attraverso le loro interazioni e trasformazioni rigenerano continuamente e realizzano la rete di processi (relazioni) che li ha prodotti, e

(ii) la costituiscono (la macchina) come un'unità concreta nello spazio in cui essi (i componenti) esistono, specificando il dominio topologico della sua realizzazione in quanto tali una rete.

[...] lo spazio definito da un sistema autopoietico è auto-contenuto e non può essere descritto usando le dimensioni che definiscono un altro spazio. Quando facciamo riferimento alla nostra interazione con un sistema autopoietico concreto, tuttavia, proiettiamo questo sistema sullo spazio delle nostre manipolazioni e facciamo una descrizione di questa proiezione.

Una caratteristica importante dei sistemi viventi è che la loro organizzazione autopoietica comporta la creazione di un confine che specifica il campo delle operazioni della rete e definisce il sistema come un'unità .

Creazione di una membrana cellulare dal metabolismo dinamico interno e, viceversa la membrana cellulare permette la creazione del dominio interno autopoietico del metabolismo cellulare

Immagine di una cellula epiteliale umana della guancia ottenuta con Differential Interference Contrast (DIC) microscopy
(www.canisius.edu/biology/cell_imaging/gallery.asp)

Secondo Maturana e Varela, il concetto di autopoiesi è necessario e sufficiente per definire l'organizzazione dei sistemi viventi. Tuttavia, questa definizione non include alcuna informazione sulla costituzione fisica dei componenti del sistema.

 
L'autopoiesi diventa quindi la combinazione tra la complementarietà tra struttura ed organizzazione e la chiusura operazionale di sistema.
Il processo della vita nasce dalla co-emergenza tra un sistema autopoietico e l'ambiente in un processo che Maturana identifica come cognitivo:

"I sistemi viventi sono sistemi cognitivi, e il vivere in quanto processo è un processo di cognizione. Questa dichiarazione è valida per tutti gli organismi, con o senza un sistema nervoso"

Questa specifica interpretazione della cognizione come il processo della vita è denominata "Teoria di Santiago", ed è stata ulteriormente elaborata particolarmente da Francisco Varela nell'ambito delle scienze della cognizione.
Per capire le proprieta dei componenti e le loro interazioni fisiche bisogna aggiungere alla descrizione astratta dell'organizzazione del sistema una descrizione della sua struttura nel linguaggio della fisica e della chimica. La chiara distinzione tra queste due descrizioni - una in termini di struttura e l'altra in termini di organizzazione - rende possibile riunire i modelli di auto-organizzazione che si riferiscono alla struttura (come quelli di Prigogine e Haken) e i modelli che si riferiscono all'organizzazione (come quelli di Eigen e di Maturana e Varela) in una teoria coerente dei sistemi viventi.

 
Matriztica

muovendosi su e giù per il Tao: emergentismo, riduzionismo, olismo

Nella struttura gerarchica dei livelli di descrizione:

vi sono due possibilità di passare da un livello di descrizione all'altro:

la via in cui ci si muove partendo dal livello fisico 0 e si procede verso livelli più alti fino a quello 5 di ecosistema è quella dell'emergentismo e della complessità, dove passando da un livello a quello superiore si pone l'accento sull'emergenza di nuove proprietà e fenomeni non presenti al livello inferiore, considerazione già presente nel lavoro di Anderson del 1972.

Se si procede in senso inverso dal livello più alto a quello più basso fisico è la via del riduzionismo, o della semplicità, in cui passando da un livello a quello inferiore tutte le proprietà del livello superiore vengono "cancellate", e ci si concentra unicamente sulla descrizione propria di quel livello.

Vi è poi una terza possibilità, tipicamente filosofica e non metodologica, denominata genericamente olismo (dal greco όλος, cioè "totalità), nella quale i livelli di descrizione vengono presi tutti insieme, ed è basata in parte su dei concetti fondanti dell'emergentismo e della teoria sistemica, e cioè che le proprietà di un sistema non possano essere spiegate esclusivamente tramite le sue componenti e che la sommatoria funzionale delle parti è sempre maggiore/differente della somma delle funzioni delle parti prese singolarmente, e in parte è basata sulla concezione che ogni livello è intrisecamente interconnesso con tutti gli altri, ed è solo per comodità di descrizione che si distinguono, mentre nella realtà sono indivisibili. Quest'ultima concezione è esplicitata ad esempio nella Tesi di Duhem-Quine, secondo la quale non è possibile confrontare con l'esperienza singole teorie scientifiche, una a una, ma solo insiemi di teorie, olisticamente. L'olismo ha alcuni esempi in fisica nel concetto di entanglement e in quello di sistema/universo ologrammatico, utilizzato ad esempio nel cosiddetto principio olografico, proposto dal premio Nobel per la fisica 1999 Gerardus 't Hooft  per tentare di formare un modello per la gravità quantistica. A livelli alti, quali quello di ecosistema e di interazione/comunicazione, la visione olistica può coincidere con quella sistemica; è invece in generale molto difficile, se non impossibile, connettere in modo olistico livelli molto differenti.

Analizziamo allora un esempio di "realtà" o di "pezzo di mondo" descrivendola livello per livello nella modalità riduzionista dall'alto in basso e in quella emergentista dal basso in alto, per la seguente immagine della realtà:

I giocatori di carte - Les joueurs de cartes

Paul Cézanne

olio su tela cm 47 x 56  1890-1892

Musée d'Orsay, Paris

Riduzionista livello 5: ecosistema

Due uomini giocano alle carte, e probabilmente talvolta conversano, utilizzando un tavolo presumibilmente di legno, in un luogo che possiamo ipotizzare come un'osteria, probabilmente di paese o di campagna dal marker di contesto ambientale che si nota nello specchio posto sopra di loro che riflette l'esterno, rivelandolo come un paesaggio di campagna. Dall'immagine non abbiamo informazioni su dove e quando avviene questa scena, ma possiamo dire che certamente avviene circa 13 miliardi di anni dopo la nascita dell'universo in un continente emerso sul terzo pianeta di un sistema solare di una stella del tipo nana gialla, posto piuttosto verso i margini esterni di una galassia a spirali barrata.

Riduzionista livello 4: interazione/sociale

Due uomini stanno svolgendo un'attività interattiva molto particolare denominata gioco. Le finalità e le modalità di questo tipo di attività variano a seconda del tipo di gioco e dell'età dei giocatori. In questo caso, trattandosi di due adulti che utilizzano uno strumento di gioco denominato "carte" - composte da diverse decine di figure diverse stampate, appunto, su cartoncino - l'attività consiste nel raggiungere la fine del gioco per entrambi i giocatori attraverso un insieme di regole specifiche del gioco. La fine del gioco, anch'essa codificata in regole, è in generale opposta tra i due giocatori e denominata "vittoria" per uno e "perdita" per l'altro. Lo scopo per entrambi i giocatori è raggiungere la fine del gioco denominata "vittoria".
Il livello sociale può essere valutato principalmente dal marker sull'abbigliamento e dal supposto contesto di provincia: per entrambi potrebbe valere l'indicazione di una classe media in abbigliamento consueto o di una classe medio-bassa con uno dei loro abiti migliori. E' da notare l'uso di copricapi in funzione di tipo sociale piuttosto che funzionale per proteggersi dagli agenti atmosferici. Anche la rasatura del pelo facciale presente in questi due individui di sesso maschile è da ritenersi d'uso sociale. Dal tipo di abbigliamento utilizzato si può qui stimare che la scena avvenga circa a partire dall'800 fino anche ai nostri giorni in una società di tipo occidentale.

Riduzionista livello 3: organismo/biologico

L'individuo di sesso maschile si è auto-denominato uomo (Homo sapiens sapiens, Linneo, 1758), detto anche essere umano, una sottospecie di Homo sapiens, un primate bipede appartenente alla famiglia degli ominidi che comprende numerosi generi estinti e sette diverse specie viventi di grandi scimmie. La specie H. sapiens - di origine africana come d'altronde lo stesso genere Homo - è un primate a pelo corto, adattato alla vita terricola, onnivoro e dalle abitudini alimentari originarie di cacciatore-raccoglitore. Ha riproduzione di tipo sessuata. La sua distribuzione attuale è pressoché cosmopolita ed è di gran lunga la specie dominante del pianeta.

Gli uomini hanno un cervello molto strutturato e sviluppato, in proporzione alle dimensioni dell'individuo, e capace di ragionamento astratto, linguaggio e introspezione. Questa capacità mentale, combinata con la stazione eretta che rende liberi gli arti superiori, rimasti prensili per l'origine arboricola comune a tutto l'ordine, ha consentito il manipolare oggetti e ha permesso all'uomo di creare una grande varietà di utensili.

Dall'origine africana, circa 200 000 anni fa da H. erectus, a oggi, la specie si è diffusa su quasi tutta la superficie delle terre emerse con una popolazione totale che ha superato, nel marzo 2011, i 6,9 miliardi di individui.

Similmente alla maggior parte dei primati, gli uomini sono animali sociali. Sono inoltre particolarmente abili nell'utilizzo di sistemi di comunicazione per l'espressione, lo scambio di idee e l'organizzazione. Gli uomini creano complesse strutture sociali composte da gruppi in cooperazione e competizione, che variano dalle piccole famiglie e associazioni fino alle grandi unioni politiche, scientifiche, economiche. L'interazione sociale ha introdotto una larghissima varietà di tradizioni, rituali, regole comportamentali e morali, norme sociali e leggi che formano la base della società umana. Gli uomini possiedono anche un marcato apprezzamento per la bellezza e l'estetica che, combinate col desiderio umano di autoespressione, hanno condotto a innovazioni culturali quali arte, letteratura e musica.

Gli uomini sembra che manifestano il desiderio di capire e influenzare il mondo circostante, cercando di comprendere, spiegare e manipolare i fenomeni naturali attraverso la scienza, la filosofia, la mitologia e la religione. Questa curiosità naturale ha portato allo sviluppo di strumenti tecnologici e abilità avanzate; gli uomini sono l'unica specie ancora vivente che utilizza il fuoco, cuoce i propri cibi, si veste, ed usa numerose altre tecnologie.

Riduzionista livello 2: biologico/cellulare

In quanto animale, quella umana è una specie eucariota. Ogni cellula diploide contiene 23 coppie di cromosomi, ricevuti da entrambi i genitori. Di questi, 22 paia sono autosomi e un paio sono cromosomi sessuali. Secondo le stime gli umani hanno circa 20 o 25 000 geni. Così come per gli altri mammiferi, le femmine hanno i cromosomi sessuali uguali (XX) e i maschi hanno cromosomi sessuali differenti (XY). Il cromosoma X è più largo e porta più geni del cromosoma Y: ciò significa che eventuali malattie del cromosoma X si manifestano più facilmente negli uomini, poiché eventuali errori presenti in geni del cromosoma X non presenti contemporaneamente anche nell'Y arrecherebbero danno al fenotipo umano; tuttavia, poiché nel cromosoma Y vi sono numerosi geni non presenti anche nell'X, tra cui primeggia l'SRY che è presente anche in molti altri animali, il patrimonio genetico maschile è complessivamente maggiore di quello femminile e consente la formazione di ulteriori tessuti nei maschi, il che comporta un forte contribuito al dimorfismo sessuale.

Il genoma è composto da 46 distinti cromosomi (22 paia di autosomi + X + Y) con un totale di approssimativamente 3,2 miliardi di paia di basi di DNA contenenti all'incirca 20,000–25,000 geni.

Prima che l'essere umano raggiunga l'età adulta, il corpo consiste in 100.000 miliardi di cellule, raggruppate in tessuti e parti di sistemi o di organi il cui scopo è consentire le funzioni vitali essenziali. I sistemi di organi del corpo umano includono: il sistema circolatorio, sistema immunitario, apparato respiratorio, apparato digerente, sistema urinario, sistema muscolare, apparato scheletrico, sistema nervoso, sistema endocrino e l'apparato riproduttore maschile e femminile.

Riduzionista livello 1: chimico/molecolare

E' necessario distinguere tra l'individuo biologico e gli altri elementi non-biologici della scena.

Il primo è composto principalmente di acqua e caratterizzato dalla presenza di macromolecole e molecole di tipo organico basate sul carbonio ed i suoi legami, quali proteine, acidi nucleici e lipidi. Tra gli elementi inorganici notiamo la presenza ancora di una macromolecola nella cellulosa presente nell'elemento centrale, associata a lignina. Nell'elemento superiore con caratteristiche riflettenti notiamo principalmente la presenza di diossido di silicio più altri ossidi. Vi è poi la diffusa presenza di un gas, trasparente nella figura, composto per la maggior parte di azoto ed ossigeno, caratteristica singolare tipica di processi al livello superiore, più residue porzioni minori di altri gas quali argon e anidride carbonica. In un piccolo punto dell'immagine si nota una reazione esotermica, probabilmente dovuta alla combustione di qualche tipo di composto.

Riduzionista livello 0: fisico - Emergentista livello 0: fisico
 

La descrizione riduzionista ed emergentista al livello fisico 0 coincidono. Quello che è presente al livello elementare sono protoni, neutroni, elettroni, ad un livello meno elementare essi sono presenti in uno stato legato denominato atomo. A seconda del numero di protoni, uguale al numero di elettroni, nei vari atomi abbiamo la presenza di diversi elementi. Il più numeroso è l'azoto, presente nel gas trasparente diffuso nell'immagine, vi sono poi rilevanti tracce di idrogeno, ossigeno ed elementi più pesanti quali carbonio, ferro fino a circa allo zinco. Vi è inoltre la presenza di fotoni della luce solare che illumina la scena, qualche raggio cosmico e (forse) neutrini di passaggio, oltre all'onnipresente radiazione cosmica di sfondo caratteristica del nostro universo.

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Emergentista livello 1: chimico/molecolare

Gli atomi dei diversi elementi presenti al livello 0 si riuniscono per legame chimico formando una vasta varietà di composti, molecole e macromolecole. Atomi singoli o legati tra loro sono presenti nel gas diffuso nella scena. Composti con elementi anche pesanti sono presenti nei due oggetti presenti al centro e al di sopra dell'immagine. In particolare il primo ha la proprietà di riflettere i fotoni incidenti sulla sua superficie, mentre tutti gli altri la assorbono e ne riflettono solo una parte con specifiche lunghezze d'onda. Le molecole e macromolecole di gran lunga più complesse sono presenti nell'oggetto alla sinistra dell'immagine, principalmente basate sul carbonio legato ad altri elementi in svariate forme, formando lunghe catene chimiche dalle molteplici proprietà: replicazione, auto-replicazione, sorgenti di energia, catalizzatori e controllori di reazioni etc.

Emergentista livello 2: cellulare/biologico

I composti, molecole e macromolecole presenti al livello 1 si uniscono in diversi modi e strutture: negli oggetti non-organici si uniscono in miscele o leghe, allo stato solido amorfo nell'oggetto posto sopra la scena, composto principalmente di silice amorfa. Nell'oggetto al centro della scena sono presenti polisaccaridi e un pesante e complesso polimero organico costituito principalmente da composti fenolici che fanno ritenere l'oggetto di origine organica. Nell'elemento a sinistra della scena i composti, principalmente del carbonio, si riuniscono in lunghe sequenze molecolari e formano strutture morfofunzionali, cioè di forma e di funzione,  di tipologie molto diverse ma con con caratteristiche comuni uniche di riproduzione/replicazione di se stesse, complesse reazioni per la produzione di energia, risposte a stimoli esterni, mantenimento nel tempo della propria struttura pur con un continuo ricambio di componenti.

Emergentista livello 3: biologico/organismo

Le unità morfofunzionali del livello 2 si uniscono tra loro in insiemi a diversi livelli che formano diversi tipi di sistema, almeno quattro compresa la struttura completa d'insieme, strutturalmente molto differenti e associati per funzione.  L'insieme generale presenta le proprietà di molteplici unità strutturali e funzionali, integrazione tra i vari sistemi, trasmissione dell'informazione all'interno e tra sistemi diversi, trasformazione e contemporanea omeostasi dei sistemi e dell'insieme dei sistemi, sviluppo, riproduzione, caratteristiche di evoluzione ed interazione con l'ambiente esterno.

Emergentista livello 4: interazione/sociale

Due dei sistemi del livello 3 utilizzano tra loro la proprietà di poter interagire con l'esterno. Si suppone che essi si scambino informazioni attraverso l'uso delle figure colorate che stanno manipolando.

Emergentista livello 5: ecosistema

Dalla struttura riflettente presente nella scena si deduce la presenza di un ambiente esterno estremamente variegato e complesso con molte delle proprietà sistemiche presenti all'interno della scena. Questa è inoltre illuminata da una radiazione con lunghezze d'onda almeno dai 400 ai 700 nm, visto lo spettro di colori presenti e la presenza di fotoni a livello 0, di origine sconosciuta, proveniente dall'esterno della scena. Si nota la presenza di strutture morfogeneticamente strutturate sia complesse sia con simmetrie semplici. La presenza di elementi e composti allo stato gassoso al livello 1 indica la presenza di gas composto nell'ambiente.

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Contesto

La descrizione totale non sarebbe completa se non si specificassero anche i marker di contesto e, se presente, di meta-contesto.

Il contesto deriva dal fatto che non stiamo descrivendo una scena essendo fisicamente presenti alla fine dell'800 in un bistrot della provincia francese osservando due uomini che giocano a carte, ma stiamo utilizzando una rappresentazione di quella scena, nello specifico un dipinto a olio su tela.

Anche del contesto si può fare una descrizione, che in questo caso rientra nella critica d'arte, ad esempio:

"Due uomini in un'osteria di paese stanno giocando a carte davanti ad uno specchio. L'immagine si presenta con uno schema fortemente geometrizzato, che conferisce ai due personaggi dignità classica. Distorcendo la visione prospettica, Cèzanne riesce ad ottenere il massimo grado di centralità, che risulti credibile in una scena di vita vissuta: questo lieve scarto dal centro è un acuto stratagemma per evitare il rischio che l'opera risulti troppo artefatta: le cose non ci si presentano mai in uno stato di perfetto equilibrio. Tutta la tela è costituita da abbassamenti di tono dei colori blu, giallo e rosso. Le pennellate si compongono a tasselli, e talvolta si presentano solitarie e sintetiche, come il riflesso sulla bottiglia o il semplice tratto che descrive l'occhio infossato del giocatore di destra.

Nel dipinto Cézanne, non rende solo un'impressione, ma anche una descrizione del senso interno all'azione, come se fosse la sintesi destinata a permanere nella mente, quasi calcificata e sotto forma di ricordo."

Meta-Contesto

il marker di meta-contesto in questo caso è presente, dato che non stiamo descrivendo la scena osservando il quadro di Cézanne di persona in una sala del Musée d'Orsay di Parigi, ma stiamo osservando un'immagine jpg di 640x533 px visualizzata da un browser su un monitor, presumibilmente allocato su un PC o su un dispositivo mobile, prelevandola attraverso una connessione d'accesso fissa o mobile da uno dei server di blogger.com, dove risiede, attraverso internet.

orizzontalità, verticalità, trasversalità e lateralità del Tao

La struttura a livelli gerarchici verticale degli ambiti di descrizione:

corrisponde sostanzialmente all'insieme delle cosiddette scienze naturali, e presenta due caratteristiche peculiari:

la prima è che ogni livello di descrizione contiene i livelli inferiori, li estende ed è basato su essi:

 

in questo senso la chimica si basa sulla fisica ma allo stesso tempo è qualcosa di più della fisica, la biologia si basa sulla chimica etc. Come fatto notare da Anderson questo non significa che ogni livello sia una semplice applicazione o estensione diretta del/dei livello/i inferiori, dato che ad ogni nuovo livello scaturiscono fenomeni che non sono minimamente riconducibili o spiegabili con i livelli inferiori, anche se da questi dipendono.

La seconda è che ognuno di questi ambiti di descrizione, con gli innumerevoli sotto e sopra-livelli, livelli intermedi, miscele di livelli etc., si basa (ha come "fondamento") sul livello fisico 0. Naturalmente salendo di livello le proprietà del livello fisico diventano sempre meno rilevanti per la descrizione a quel livello, se non per il fatto - dato per scontato, e quindi divenuto "trasparente" - di obbedire alle leggi dei livelli inferiori.
Ad esempio, immaginiamo di essere uno psichiatra al livello 4 e di visitare un paziente che presenta disturbi mentali. Lo psichiatra può ritenere necessario ottenere delle informazioni dai livelli inferiori del paziente per avere un quadro completo della diagnosi, ad esempio prescrivendo degli esami del sangue o genetici, tuttavia non si aspetta che il suo paziente incominci ad lievitare per aria e si metta a volare fuori dalla finestra, per le leggi che valgono a livello 0, oppure che il suo sangue sia composto da idrocarburi, per le leggi che valgono a livello 1 e 2.

La struttura a livelli gerarchici verticale diventa anche con un estensione orrizzontale quando considerata in tre dimensioni:

in questo caso ad ogni livello si associa un piano gerarchico e/o logico che comprende tutti gli argomenti di descrizione propri di quel livello. Se un livello superiore emerge da quello inferiore, come nel caso dei fenomeni biologici dal livello chimico, allora il salto tra livelli non è più solo gerarchico ma anche logico, nel senso che le descrizioni in ambito biologico saranno necessariamente delle meta-descrizioni osservate dal livello inferiore chimico - non solo saranno quantitativamente più estese, come avviene tra la chimica e la fisica (sebbene alcuni fenomeni chimici come le strutture dissipative di Prigogine o la teoria degli ipercicli di Eigen non siano immediatamente riconducibili alla fisica), ma saranno qualitativamente e logicamente diverse. Lo stesso vale per i livelli superiori: l'interazione comunicativa e lo sviluppo di strutture sociale tra gli organismi non sono riconducibili alla loro biologia, etc.

Esistono tuttavia numerosi ambiti di descrizione che non hanno una base di livello 0 e che quindi non sono direttamente rappresentabili in una scala gerarchica verticale;  tra gli innumerevoli basta ricordare le cosiddette scienze umanistiche - quali la letteratura, la storia, la pedagogia etc. - più una serie di ambiti di non immediata collocazione se non quella di auto-evidenza o auto-definizione, quali l'arte, la musica, l'economia, la linguistica, l'intelligenza artificiale, la psicologia etc.
E' da notare inoltre, per la distinzione tra mappa e territorio, che anche per gli ambiti di descrizione delle scienze naturali sono gli oggetti/argomenti della descrizione che si basano sui livelli inferiori, in particolare sempre sul livello 0, ma non l'ambito stesso di descrizione che, in quanto tale, non ha alcun aspetto materiale fisico - se non i libri cartacei o i bit di dati che lo descrivono o l'attività cerebrale di chi stà pensando a quella descrizione. In questo senso la fisica o la chimica non sono meno "immateriali" della letteratura o della musica.

Esistono inoltre almeno tre ambiti di descrizione che sono trasversali rispetto alla struttura gerarchica e a molti degli altri ambiti di descrizione non-gerarchici.

Il primo, classicamente, è quello della filosofia: con il suo significato derivato dal greco φιλοσοφία, composto di φιλεῖν (filèin), "amare", e σοφία (sofìa), "sapienza", ossia "amore per la sapienza", la filosofia si applica potenzialmente a qualsiasi ambito di descrizione, dalla fisica all'arte. Una definizione univoca della filosofia non è possibile in quanto ogni sistema filosofico di una certa rilevanza (e ve ne sono come minimo alcune decine, se non centinaia, nel corso di almeno 3000 anni) ha tra le proprie fondamenta concettuali una ridefinizione del senso, dell'ambito e dello scopo della filosofia. Nel suo porsi come discorso di ricerca su qualcosa piuttosto che di qualcosa la filosofia è intrinsecamente un meta-ambito di descrizione,  dato che fornisce essenzialmente meta-descrizioni; applicata ai vari specifici ambiti di descrizione si distingue poi nei vari settori di meta-descrizione specifici quali metafisica, ontologia, epistemologia, etica, estetica, del linguaggio, della scienza, della storia, di specifiche scienze e di specifiche storie etc.

Il secondo è lo studio della mente, o più specificamente dei processi mentali. Anche in questo caso l'ambito di descrizione dipende dalla definizione di mente, se condiderata come un fenomeno emergente definito dall'insieme delle funzioni superiori del cervello oppure come qualcosa di più vasto inteso come processo mentale che va oltre il cervello e non necessariamente ne richiede la presenza. Nell'ambito della filosofia della mente (o della filosofia in generale) si sono proposti modelli esattamente agli opposti, da quelli che considerano la mente tutta e solo "dentro" il cervello (e quindi un prodotto dell'attività cerebrale) a quelli che la considerano (almeno in parte - ma nella parte essenziale: la coscienza, se non addirittura nella sua intierezza di mente-coscienza-anima, ed in questo caso è più definibile come Mente) tutta all'esterno del cervello.
Nella figura si è intesa la mente essenzialmente come processo (sotto diverse forme) in un sistema allargato che non necessariamente ha come limite la scatola cranica, ma si estende ad un ambiente/ecosistema in cui opera la mente; questa concezione di processo mentale è stata proposta negli anni 70-80 indipendentemente e in modo piuttosto complementare da Gregory Bateson e da Humberto Maturana, e sviluppata in seguito da Francisco Varela nell'ambito delle scienze della cognizione, ma naturalmente ha molti presupposti in diversi sistemi filosofici del passato.
E' da notare che - singolarmente - non esiste una specifica organizzata "scienza della mente", la cosiddetta "mentalica" descritta da Isaac Asimov; i vari aspetti di essa sono suddivisi in una serie di ambiti di descrizione che vanno dall'anatomia alla neurofisiologia alla psichiatria alla psicologia fino all'intelligenza artificiale.

Il terzo è la complessità, o scienza o scienze della complessità. Nella sua intrinseca caratteristica di multi-dimensionalità, che si ripartisce tra tutti i possibili ambiti di descrizione, lo studio della complessità è intrisecamente trasversale ad ogni disciplina organizzata.

Infine vi è la possibilità di una lateralità nei confronti dei diversi ambiti di descrizione, basata sul cosiddetto pensiero laterale, inteso come un percorso logico e di descrizione che attraversa trasversalmente e lateralmente i vari ambiti di descrizione, cogliendone aspetti che presi isolatamente non avrebbero particolare interesse, mentre presi insieme e collegati in uno specifico percorso di descrizione possono far emergere nuove descrizioni tipicamente multi-disciplinari e multi-dimensionali. La lateralità può avvenire tra qualsiasi livello di diversi sistemi, ed in particolare è stata spesso applicata come tecnica nella filosofia ai sistemi concettuali (o parzialmente concettuali), come quelli filosofici, e porta, e ha portato nel corso della storia della filosofia, a successivi nuovi sistemi rispetto ai precedenti.

Un classico esempio contemporaneo molto sofisticato di lateralità è l'opera di Douglas Hofstadter, dove lateralizzando attraverso ambiti di descrizione molto lontani tra loro, quali la logica formale, la musica e le arti visive, ha fatto emergere la struttura comune di Strano Anello.