lunedì 21 febbraio 2011

Tao complesso livello 2 e 0-5: Chiusura del Tao


La situazione del sistema visivo nel cervello, ovvero che il sistema è organizzato in forma reticolare, e vi è una convergenza o coerenza di tutte le parti in questione, non è specifica del sistema in questione ma è generalizzabile a tutte le aree del cervello ed in generale a tutto il sistema nervoso: il flusso di processo/informazione avviene in una rete globale a molteplici interconnessioni che funziona in ogni istante generando uno stato di coerenza interna secondo un processo cooperativo. 
Il punto centrale per la descrizione di un tale insieme di processi non è più stabilire il flusso di informazioni, cosa praticamente impossibile e anche inutile, ma le modalità specifiche in cui gli stati di coerenza interna si producono nell'ambito di questa rete che definisce se-stessa.


Questo richiede un cambiamento dal principio generale paradigmatico per descrivere i sistemi utilizzando lo schema stimolo/risposta, input/output, etc., caratteristico dei sistemi eteronomi.


Tale schema va bene quando si tratta con computer o circuiti di controllo o sistemi cibernetici, ma non quando si ha a che fare con sistemi complessi come il sistema nervoso.
Maturana e Varela hanno definito un concetto chiave (solo apparentemente tautologico) per questi ultimi come Chiusura Operazionale

le conseguenze delle operazioni del sistema
sono le operazioni del sistema

dove chiusura (closure) non è isolamento (closeness). La Chiusura Operazionale definisce degli autocomportamenti (eigenbehaviors) in cui le operazioni di un sistema complesso, costituito da elementi interconnessi, hanno come risultato un'operazione che cade ancora entro i confini del sistema stesso e della propria dinamica interna.
La chiusura si riferisce al fatto che il risultato di un’operazione cade ancora entro i confini del sistema stesso, questo non significa che il sistema non abbia interazioni con l’ambiente esterno, dato che - come tutti i sistemi viventi, è un sistema aperto: il sistema è chiuso organizzativamente ma aperto per quanto riguarda l'energia e lo scambio con l'ambiente. La Chiusura Operazionale definisce i punti di stabilità e di autonomia, ovvero dove le relazioni e interazioni che definiscono il sistema nel suo complesso sono determinate solamente dal sistema stesso, ed infine definisce l'omeostasi del sistema, una condizione di interazione complementare stabilità/cambiamento che ha come conseguenza la persistenza del sistema a seguito di cambiamenti: per poter essere sempre se stesso il sistema deve continuamente cambiare, e contemporaneamente per poter cambiare deve rimanere se stesso.


Un esempio di chiusura operazionale di un sistema complesso è quello tra sistema senso-motorio e sistema nervoso:



Nella figura si distinguono tre livelli di processi circolari: quello del sistema senso-motorio con chiusura operazionale che definisce lo stato del cervello e del corpo, quello del sistema nervoso come sistema dinamico chiuso ed infine l'interazione circolare chiusa tra i due. Il sistema autonomo così definito risponde poi alle perturbazioni esterne autoregolandosi e producendo degli effetti verso l'esterno.  
Lo stesso esempio vale per lo schema di una cellula:
 
 
 
La rete metabolica interna alla cellula produce una membrana cellulare tale che permette alla rete metabolica di produrre i metaboliti che la costituiscono, e così via. Attraverso la membrana cellulare vi è poi l'interscambio di energia, molecole etc. tipiche dei sistemi aperti. Il sistema ha evidenti caratteristiche di chiusura operazionale, stabilità, autonomia e omeostasi.
In generale la chiusura operazionale come processo circolare ricursivo nei sistemi viventi  lega un sistema autonomo che genera una rete di processi che produce dei componenti del sistema che a loro volta determinano la chiusura/autonomia del sistema, e così via:


Maturana e Varela hanno simboleggiato schematicamente la struttura di un qualsiasi sistema vivente come:

 

dove la parte di chiusura circolare che definisce, ed è a sua volta definita, dall'organizzazione del sistema vivente scambia interazioni con l'ambiente come un sistema aperto.

La tabella seguente riassume le caratteristiche dei sistemi eteronomi e autonomi:

                                                             sistemi eteronomi                      sistemi autonomi

logica delle operazioni                      corrispondenza                                      coerenza

tipo di organizzazione                        input/output                               chiusura operazionale

modo di interazione                istruttivo-rappresentazionale           produzione di un mondo


Il concetto di chiusura operazionale, definito come il fatto che un sistema ha stati di coerenza, - e si potrebbe dire di esistenza - nel caso in cui le operazioni compiute del sistema ricadano entro il dominio del sistema stesso, è del tutto generale.


Al livello 0 e 1 fisico-chimico, dove è disponibile un sistema formale,  esso è rappresentato da una classe fondamentale di equazioni dette equazioni agli autovalori, nella forma

Hf=af

dove H è un operatore funzionale, f delle funzioni definite su uno spazio funzionale S(f) e gli  a sono in generale dei numeri reali.
Se l'equazione, dato un determinato operatore H, e specificate le condizioni al contorno, ammette delle soluzioni fi e ai, con i un indice discreto o continuo in dipendenza delle condizioni al contorno, allora queste vengono dette autofunzioni (eigenfunctions) e autovalori (eigenvalues) dell'equazione.
L'equazione esprime interamente il concetto di chiusura operazionale, nel senso che fatta un'operazione H su una funzione  fi il risultato è ancora la funzione  fi a meno di un numero ai, ovvero l'operazione ricade sempre nello spazio funzionale S(f).
In fisica alcune delle equazioni più importanti sono di questa forma, in particolare (per gli stati stazionari - ovvero invarianti nel tempo) le equazioni del moto di Newton della meccanica classica, espresse in forma hamiltoniana, e quelle della meccanica quantistica nelle due rappresentazioni duali funzione d'onda/particella espresse nel primo caso dall'equazione di Schrödinger e nel secondo dall'equazione di Heisenberg, dove H è l'operatore hamiltoniano associato all'energia del sistema.
Le soluzioni in entrambe le rappresentazioni forniscono le funzioni d'onda del sistema e gli autovalori dell'energia, ad esempio nel caso del sistema fisico-chimico più semplice, quello dell'atomo di idrogeno, le autofunzioni d'onda sono del tipo:


mentre gli autovalori dell'energia forniscono la serie di livelli quantici discreti possibili per l'elettrone:


Allo stesso modo la soluzione delle equazioni agli autovalori dell'energia per elementi superiori, molecole e catene di molecole con il metodo degli orbitali atomici pongono le basi per il legame chimico e quindi per l'esistenza di ogni composto chimico.
Un'altra classe fondamentale è quella in cui gli operatori H sono lineari, e definiscono quindi un sistema lineare; in questo caso ogni funzione f è un'autofunzione e, a seconda che gli autovalori siano maggiori o minori di 1, si hanno caratteristiche di amplificazione o attenuazione.
Ai livelli superiori al 2-3 biologico/organismo il concetto di chiusura operazionale continua ad essere significativo come linea guida per definire o stabilire quali siano gli stati stabili di sistema.
Vi possono essere casi di meta-chiusura operazionale; un esempio tipico di Von Foerster è l'accoppiamento tra sistema nervoso e sistema endocrino:

 

Sia il sistema nervoso che quello endocrino sono a chiusura operazionale, rappresentata da cerchi chiusi, ed interagiscono tra di loro, in particolare l'endocrino stabilizza il nervoso e viceversa. Il sistema risultante è rappresentabile in modo tridimensionale da un toro, dove gli anelli longitudinali rappresentano un sistema e quelli trasversali l'altro. L'effetto risultante è quello di meta-regolazione, ovvero una regolazione della regolazione.


La trattazione generale della chiusura operazionale come limite di operazioni ricursive che ricadono sullo stesso dominio è stata sviluppata da Heinz Von Foerster nel seguente modo:
ammettiamo di avere una variabile x0 x0 ha un carattere del tutto generale, può essere un funzione, un valore numerico, una disposizione (liste di numeri, vettori, configurazioni geometriche), comportamenti descritti da funzioni, comportamenti descritti da proposizioni etc. Definiamo un'operazione su x0 simboleggiata da Op. Op può essere un operatore, un funzionale, un algoritmo etc. tale che applicato a  x0 lo traforma in x1:
x1=Op(x0)
applicando successivamente l'operazione Op si ha
x1=Op(x0)
x2=Op(Op(x1))
......
xn=Op(n)(x0) 
e ripetendo infinite volte l'applicazione di Op:
x=Op(∞)(x0)
ovvero
x=Op(Op(Op(Op(Op(Op( ...

in quest'ultima espressione si nota che la variabile iniziale x0 è scomparsa, e che ogni sequenza infinita di Op può essere sostituita da Op(∞):

x=Op(x)
x=Op(Op(x))
 x=Op(Op(Op(x)))

...
se questo sistema di equazioni ha delle soluzioni del tipo Ei=x∞i allora essi vengono detti autovalori, autooperatori, autoalgoritmi, autocomportamenti etc.
La chiusura operazionale è espressa quindi come limite di un processo ricorsivo di applicazioni di Op:

lim (n→∞) Op(n)OP
                         ←↓

ed in particolare l'operatore Op implica i propri autovalori  Ei, ed è da questi implicato; operatori e autovalori sono complementari:

OpEi

inoltre, poichè gli Ei si autoproducono, attraverso gli Op(n) ad essi complementari, essi sono autoriflessivi.

Alcuni esempi portati da Von Foerster sono ad esempio l'operatore H=SQRT, la radice quadrata di un numero; partendo da qualsiasi numero reale positivo x0 ed applicando in successione infinite volte l'operazione SQRT si ha come autovalore x=1 e SQRT(1)=1 è un autovalore.
Un altro esempio è la frase (in italiano):

QUESTA FRASE HA ... LETTERE

dove al posto di ... si deve sostituire un numero in lettere che renda vera la frase; in questo caso vi sono due autovalori ad esempio VENTOTTO. Se si modifica la frase si possono avere più autovalori, uno o nessuno. In senso ontologico la frase esiste, ovvero diventa logicamente vera, solo per i suoi autovalori, altrimenti è falsa.

Nel caso dei livelli 2-3 studiati da Maturana e Varela la chiusura operazionale delle operazioni del sistema Op diventa:

                                                         ORG
                                                          ↑ ←  ↓

ovvero la chiusura definisce l'organizzazione del sistema e viceversa l'organizzazione definisce la sua chiusura.


giovedì 17 febbraio 2011

la Perla del Tao


parlare del Tao

Gregory Bateson, photographer. Margaret Mead and Gregory Bateson working among the Iatmul
Tambunam, 1938, Gelatin silver print.
IL LINGUAGGIO SOTTOLINEA DI SOLITO SOLO UN ASPETTO DI QUALUNQUE INTERAZIONE.

Di solito ci esprimiamo come se una singola  “cosa” potesse  “avere” una qualche caratteristica. Diciamo che una pietra è  “dura”,  “piccola”,  “pesante”,  “gialla”,  “densa”,  “fragile”,  “calda”,  “in moto”,  “ferma”,  “visibile”,  “commestibile”,  “incommestibile”, eccetera.
Così è fatto il nostro linguaggio:  “La pietra è dura”, e via di seguito. E' un modo di parlare che va benissimo al mercato:  “Questa è una nuova marca”.  “Le patate sono marce”.  “Le uova sono fresche”.  “Il contenitore è rotto”.  “Il diamante è difettoso”.  “Un chilo di mele basterà”. E così via.
Ma nella scienza o nell'epistemologia questo modo di parlare non va bene. Per pensare correttamente è consigliabile supporre che tutte le qualità, gli attributi, gli aggettivi e così via si riferiscano almeno a due insiemi di interazioni temporali.
 “La pietra è dura” significa (a) che, colpita, essa si è dimostrata resistente alla penetrazione, e (b) che le "parti" molecolari della pietra sono in qualche modo tenute insieme da certe interazioni continue tra quelle stesse parti.
 “La pietra è ferma” è un commento sull'ubicazione della pietra rispetto all'ubicazione di chi parla e di altre eventuali cose in moto. E' anche un commento su fatti interni alla pietra: la sua inerzia, l'assenza di distorsione interna, l'assenza di attrito superficiale e così via.
Mediante la sintassi del soggetto e del predicato il linguaggio asserisce continuamente che le  “cose” in un certo modo  “hanno” qualità e attributi. Un modo di parlare più preciso sottolineerebbe che le  “cose” sono prodotte, sono viste separate dalle altre  “cose” e sono rese  “reali” dalle loro relazioni interne e dal loro comportamento rispetto ad altre cose e a chi parla.
E' necessario chiarire bene questa verità universale: le  “cose”, quali che siano nel loro mondo pleromatico e 'cosale', possono entrare nel mondo della comunicazione e del significato solo mediante i loro nomi, le loro qualità e i loro attributi (cioè mediante resoconti delle loro relazioni e interazioni interne ed esterne).

mercoledì 16 febbraio 2011

Pazienza (7 di Denari)


Ci sono momenti nei quali la sola cosa da fare è aspettare. Il seme è stato seminato, il bambino sta crescendo nel ventre, l'ostrica sta intessendo il granello di sabbia, tramutandolo in una perla. Questa carta ci ricorda che questo è un tempo in cui la sola cosa che ci venga richiesta è essere attenti, pazienti, in attesa. La donna qui raffigurata è proprio in quest'atteggiamento. Appagata, senza alcuna traccia d'ansia, è semplicemente in attesa. Attraverso tutte le fasi lunari che scorrono sopra la sua testa, rimane paziente, in profonda sintonia con i ritmi della luna, al punto da essersi praticamente unita a lei. La donna sa che è tempo di essere passivi, lasciando che la natura faccia il suo corso. Ma non è né assonnata né indifferente; sa che deve tenersi pronta per qualcosa di grande importanza. È un'epoca colma di mistero, come lo sono le ore che precedono l'alba. È un momento in cui la sola cosa da fare è aspettare.

Abbiamo dimenticato come aspettare: è uno spazio praticamente abbandonato. Essere in grado di aspettare il momento giusto è il nostro bene più prezioso. L'intera esistenza aspetta il momento giusto. Perfino gli alberi lo sanno - quando è tempo di fiorire e quando è tempo di far cadere le foglie ed ergersi nudi verso il cielo. Ancora conservano una loro bellezza in quella nudità, in attesa del nuovo fogliame, immersi in una fiducia profonda: il vecchio se n'è andato e ben presto arriverà il nuovo, e i nuovi germogli inizieranno a spuntare. Noi abbiamo dimenticato come aspettare: vogliamo tutto e in fretta. Questa è una grossa perdita per l'umanità... In silenzio e nell'attesa, qualcosa in te continua a crescere - il tuo essere autentico. E un giorno balzerà fuori e diventerà una fiamma, e annienterà la tua personalità: sarai un uomo nuovo! E questo uomo nuovo sa a quale grande cerimonia partecipa, conosce il nettare eterno della vita.

Un contemporaneo occidentale del Tao nel Tao

 Hendrick ter Brugghen (1588, Utrecht – 1629, idem)
  Eraclito1628
"Nel medesimo fiume non è possibile entrare due volte, né toccare due volte sostanza mortale nella medesima condizione: ma per la veemenza e la rapidità del cambiamento si dissolve e di nuovo si riunisce, o meglio: né di nuovo, né più tardi, ma contemporaneamente si raccoglie e si disperde, si avvicina e si allontana"

"Sebbene questa ragione (universale) sia sempre presente negli uomini, essi non se ne rendono conto, né prima di averla ascoltata, né dopo. Tutto accade secondo questa ragione: eppure essi, ogni volta che si provano, con parole o con atti del tipo di quelli di cui mi sto occupando, a distinguere nella natura una cosa dall'altra e a dire come ciascuna è, si comportano da inesperti. Ma la maggioranza degli uomini, anche da svegli, non hanno piena coscienza di ciò che fanno, allo stesso modo come non l'hanno quando dormono.

Una volta nati, desiderano vivere ed andare incontro al loro destino di morte: o piuttosto al riposo; e mettono al mondo figli, in modo che altri destini di morte si compiano.

La maggior parte degli uomini non comprendono queste cose quando si incontrano con esse, e non le conoscono neanche quando le imparano, anche se a loro sembra il contrario.

Una sola cosa gli uomini migliori preferiscono a tutte le altre: antepongono la gloria eterna alle cose caduche. I più pensano solo ad ingozzarsi come bestie.

Quest'ordine universale che è sempre lo stesso per tutti, non è stato fatto da qualcuno degli dèi o degli uomini, ma è sempre stato, è e sarà fuoco sempre vivo, che si accende e si spegne secondo giusta misura."

Eraclito di Efeso (535 - 475 a.c.)

cosa vediamo del Tao?

Uno dei campi della complessità dove si è concentrata al massimo la ricerca è quello della neurofisiologia del sistema della visione, ovvero come e cosa vediamo.
Il sistema visivo del cervello anatomicamente e fisiologicamente è ampiamente conosciuto:



L'immagine formata sulla retina dell'occhio e codificata  viene trasportata dal nervo ottico nel nucleo genicolato laterale (NGL), che ha sede nel talamo, da dove partono delle vie nervose verso la corteccia visiva (CV), la parte del cervello che elabora specificamente le informazioni che provengono dal nervo ottico. In particolare le immagini dell'occhio destro vengono elaborate dalla corteccia visiva nell'emisfero sinistro, e viceversa.
Il flusso di informazione visiva seguendo questo modello anatomico-funzionale viene rappresentato come:


Seguendo questo modello si sono dedicati migliaia (letteralmente) di lavori ed articoli. La conseguenza diretta di un modello di questo tipo è l'approccio rappresentazionista al cervello, schematizzato da Maturana e Varela con la figura di Cesare che guarda l'Aquila imperiale:

"L'aquila di Cesare viene rappresentata nel suo cervello attraverso il flusso di attività (il nastro di pellicola) che subisce un "trattamento" (da parte di qualche piccolo operatore) e che produce in seguito la prova comportamentale del riconoscimento grazie alla parola "aquila" (attraverso canne d'organo scelte accuratamente"
Un modello di questo tipo è anche quello che viene normalmente assunto dal senso comune: un oggetto fuori di noi viene rappresentato in qualche modo dentro la nostra testa; più tecnicamente ad un oggetto nel campo visivo si associano schemi di attività neuronale specifici, tipicamente nella corteccia visiva primaria. La conseguenza estrema avviene quando ci si immagina noi stessi, dove il noi stessi immaginato naturalmente immagina un se stesso e così via, come nella seguente figura di Von Foester, un caso di  solipsismo estremo:


In realtà il modello effettivo dei flussi di informazione visiva nel cervello è radicalmente diverso, si avvicina di più al seguente tipo (NPG: nucleo perigenicolato; Coll. Sup.: collicolo superiore; Ipo.: ipotalamo; FRM: formazione reticolare del mesencefalo):


dove si sono aggiunte quelle connessioni al NGL che non provengono solo dalla retina ma anche da altre sedi centrali del cervello, tra cui la stessa corteccia visiva. La conclusione è che meno del 20% dell'informazione che arriva al corpo genicolato proviene dalla retina. La situazione, dal punto di vista di un neurone del corpo genicolato, è più simile ad cocktail party più che ad un elemento lineare  di una catena di informazioni trasmessi dalla retina alla corteccia visiva. Inoltre, le frecce tratteggiate possono essere bidirezionali per l'informazione, ad esempio la corteccia visiva riceve informazioni dal corpo genicolato ma ne trasmette anche altre verso il corpo genicolato. La conclusione di Varela è:
"... nel sistema visivo ... non esiste un flusso complessivo, il sistema è organizzato in forma reticolare, e vi è una convergenza o coerenza simultanea di tutte le parti in questione."
Francisco J. Varela, Complessità del cervello e autonomia del vivente

martedì 15 febbraio 2011