gestalTao II: destino - pregnanza - esperienza

Veduta di città ideale, tra il 1480 e il 1484 circa, Walters Art Museum, Baltimora

Il Tutto è qualcosa di più e di diverso della somma delle parti

Alle tre precedenti si aggiungono altre tre successive leggi della formazione delle unità fenomeniche o leggi della Gestalt:

4. legge della continuità di direzione: una serie di elementi posti uno di seguito all’altro, in una determinata direzione vengono percepiti come costituenti un’unità figurale propria.

Nella figura percepiamo come unità ab e xy e non ay e xb o ancora ax eyb

la legge contiene anche la cosidetta legge del destino comune: linee rettilinee o curve vengono percepite come unità quando vengono intersecate da altre, anche se in linea di principio le configurazioni che potrebbero emergere sono molteplici.

Destino comune: linee

Gli elementi che hanno un movimento solidale tra di loro, e differente da quello degli altri elementi, vengono uniti in forme. In una configurazione tendono a unificarsi le linee con la stessa direzione od orientamento o movimento, secondo l’andamento più coerente, verso forme più semplici e più equilibrate.

Destino comune: linea e curva

5. legge della buona forma, detta anche legge della pregnanza o della coerenza strutturale: la forma che si costituisce è tanto più “buona” quanto le condizioni date lo consentono; ciò che determina fondamentalmente l’apparire delle forme è la caratteristica di “pregnanza” o “buona forma” da esse possedute: quanto più regolari, simmetriche, coesive, omogenee, equilibrate, semplici, concise sono, tanto maggiore è la probabilità che hanno d’imporsi alla nostra percezione.

Quando le due figure (A) vengono unite sono percepite come un cerchio e un quadrato sovrapposti (B).

Questo concetto, detto anche "della buona gestalt", si definisce in base a concetti quali semplicità, ordine, simmetria, regolarità, coerenza strutturale, carattere unitario dell’insieme. Il campo percettivo si segmenta in modo che ne risultino oggetti equilibrati, armonici, costituiti secondo lo stesso principio nelle varie parti, in modo che si appartengano reciprocamente e quindi - in sostanza - stiano "bene insieme", privilegiando quindi le soluzioni più stabili, equilibrate, armoniche e cogliendo nell'ordine strutturale delle forme l'insieme unitario composto da segmenti non in contrapposizione fra loro che tendono ad armonizzarsi ed a stabilire un legame ben equilibrato, esaltandone la posizione del loro aspetto. La percezione e la sua elaborazione cerebrale sembra prediligere questo campo in quanto fa "meno fatica" a raccoglierne le informazioni degli elementi presenti.

Nella figura si vedono una serie di cerchi che, con la successiva legge dell'esperienza passata, si possono identificare con un unico simbolo Olimpico, invece che con cinque figure geometriche.

Un particolare principio contenuto nella buona forma, ma comune anche alle altre leggi,  è la cosidetta articolazione senza resti: a parità di condizioni, vengono preferite le soluzioni percettive - fra le innumerevoli possibili - nelle quali vengono impiegati tutti gli elementi disponibili. Quando gli elementi sono messi in un modo disordinato, tra tutte le soluzioni possibili, la percezione sceglie quella che impiega tutti gli elementi senza tralasciarne nessuno.

5. legge dell'esperienza passata: elementi che per la nostra esperienza passata sono abitualmente associati tra di loro tendono ad essere uniti in forme, caratterizzando quindi il sistema percettivo come un sistema con memoria.

Un osservatore che non conosce il nostro alfabeto non può vedere la lettera E in queste tre linee spezzate.

Ai fattori che sono espressione di principi strutturali inerenti al sistema percettivo Wertheimer aggiunge un fattore empirico: la segmentazione del campo - a parità di altre condizioni - sarebbe influenzata anche dalle nostre esperienze passate. Viene così favorita la costruzione di oggetti con i quali abbiamo familiarità rispetto ad oggetti per noi nuovi.

Nella figura del "profilo della vecchia e della donna giovane" chi la vede per la prima volta è probabile che giunga per caso alla scelta della struttura figurale: giovane o vecchia. La scelta è determinata dal punto su cui si fissa lo sguardo: la linea che congiunge naso e orecchio per la giovane, e quella che congiunge naso e bocca per la vecchia. Se invece viene presentata prima una delle due figure l’esperienza già fatta influirà sicuramente sulla scelta successiva

gestalTao I: vicinanza - somiglianza - chiusura

gestalTao I: vicinanza - somiglianza - chiusura

Città Ideale
Sconosciuto, attribuibile alla scuola di Piero della Francesca, 1480-1490, tempera su tavola;
Galleria Nazionale delle Marche, Urbino

Il Tutto è qualcosa di più e di diverso della somma delle parti

Negli anni 20, circa 50 anni prima dell'articolo di Philip Anderson "More is Different" - che si può ritenere una delle basi fondanti della teoria dei sistemi complessi - un gruppo di psicologi, Kurt Koffka, Wolfgang Köhler e Max Wertheimer, formatosi nella cosiddetta Scuola di Berlino e successivamente considerati come i fondatori della psicologia della Gestalt, si interessò allo studio di un processo estremamente complesso, la percezione, in particolare la percezione visiva umana, formulando le leggi della formazione delle unità fenomeniche, dette anche leggi di segmentazione o fattori di unificazione del campo visivo o principi della Gestalt, le quali regolano quei fattori che favoriscono il raggruppamento o l'unificazione degli elementi percettivi in un insieme unitario che ne determina il significato. Il tema centrale è la percezione e l'organizzazione di significato del complesso figura/sfondo:

Sebbene queste sei leggi, a cui se ne aggiunge una settima espressa in tre sensi, siano state formulate e applicate strettamente allo studio della percezione visiva, esse contengono in alcune di loro e nel loro insieme una validità più generale, che si può sintetizzare come Il Tutto è qualcosa di più e di diverso della somma delle parti, la tesi proposta da Anderson come base per lo studio della complessità.

1. legge della vicinanza: all’interno di una scena visiva gli elementi più vicini tra loro verranno percepiti come un tutto, ovvero, a parità di altre condizioni, la variabile che garantisce l’emergere di una figura unitaria è rappresentata dalla distanza relativa degli elementi che la compongono, ovvero assume il ruolo di figura la zona delimitata dai margini che sono più vicini tra loro, in cui gli elementi del campo percettivo vengono uniti in forme con maggiore coesione quanto minore è la distanza tra loro.

Nella figura le rette non vengono percepite singolarmente ma in una serie di due.
Si vedono quindi quattro colonne strette e non tre larghe.

Anche nella teoria dei sistemi e della complessità si considerano elementi e processi con maggiore interazione tra loro quanto più sono vicini, sia fisicamente che concettualmente come modello.

2. legge della somiglianza: stabilisce che gli elementi che appaiono identici - o quanto meno simili - vengono percepiti assieme. Tendono ad unificarsi fra loro elementi che possiedono un qualche tipo di somiglianza osservandone la loro visuale a distanza per ciò che concerne il colore e gli oggetti, il movimento e il posizionamento (o orientamento) - gli elementi vengono uniti in forme con tanta maggior coesione quanto maggiore è la loro somiglianza.

Nella figura vediamo due righe orizzontali di due linee di punti scuri inframezzata da una riga di due lineee di punti chiari.

3. legge della chiusura:  afferma che siamo predisposti a fornire le informazioni mancanti per chiudere una figura e distinguerla dal suo fondo. Dunque i margini chiusi o che tendono ad unirsi si impongono come unità di forma su quelli aperti.

Secondo questo principio la mente e l'occhio umano tendono a vedere come chiuse figure che in realtà non lo sono. Se vengono disegnati due semicerchi uno accanto all'altro l'occhio tende a chiudere la figura facendola diventare un cerchio. Secondo questo principio la mente e l'occhio umano tendono a vedere come chiuse figure separate tra loro che hanno forma geometrica di due semicerchi. Se i semicerchi vengono messi uno accanto all'altro con i loro rispettivi versi, quali le parti curve che guardano all'esterno, le due unità avranno la risultante forma geometrica di un solo cerchio.

Osservando la figura si percepisce una circonferenza completando le parti mancanti.

Molte altre forme, seguendo lo stesso esempio tendono a chiudere e completare figure simili, in base anche all'esperienza passata; ad esempio il logo del WWF:

Anche nella teoria dei sistemi il concetto di chiusura di processo o loop di sistema per effettuare o modellare una retroazione che produce stabilità o runaway di sistema è stato un concetto storico fondamentale, applicato in seguito in modo più generale ai sistemi viventi autopoietici come il modello SOP il concetto di chiusura di sistema è fondamentale per la meta-descrizione a livello logico 2 della complessità.

Autopoiesi

Eteropoiesi

E' da notare che le leggi descrivono le interpretazioni della percezione visiva comunemente effettuate, quasi certamente di origine genetica sviluppatesi durante l'evoluzione, ma non descrivono la "realtà" ma solo una sua "costruzione" che tende a semplificare il riconoscimento e raggruppare in una forma semplice, comprensibile e significativa la complessità della figura reale: nel primo caso ad esempio si percepiscono quattro colonne strette, ma in realtà quello che "esiste" sono otto linee verticali diversamente spaziate, nel secondo caso 42 punti di due diversi colori, nel terzo sei parentesi quadre opposte oppure due semicerchi.

Le tre leggi della vicinanza, somiglianza e chiusura si applicano anche alla rete dei concetti e delle idee per fornire un significato; ad esempio Douglas Hofstadter in "Gödel, Escher, Bach" presenta un esempio della rete semantica dell'autore:

Porzione minima della rete semantica di "Gödel, Escher, Bach"

Allo stesso modo si può modellare la rete semantica di questo blog:

Porzione della rete semantica di questo blog.

tempo meta-Tao

La successiva metastruttura discussa da Tyler Volk e Jeff Bloom è il  tempo, e per estensione i calendari, struttura fisica e psicologica primaria - insieme allo spazio - che indica movimento, memoria, enumerazione, progressione, sequenzialità e dinamica di eventi e processi:

Background

Time can be considered a binary of movement and memory and can be observed by connecting several spaces. Time can be seen as an arrow or cycle. Time also is evident as counting, progression, and sequences.

Examples

• In science: biological clocks, animal behavior, velocity, acceleration, time-space phenomena, etc.

• In architecture and design: how time is defined and related to in particular contexts; at Arcosanti (an environmentally situated desert city in Arizona) all buildings are multiuse in order to minimize building use down-time; etc.

• In art: in drama, music, dance, and other performance arts time is the fundamental organizing pattern, as well as fundamental to the perceptual experience; etc.

• In social sciences: calendars, clocks, history, sequences and stages in development, etc.

• In other senses: time to kill; wasting time; time management; timeliness;

Metapatterns

The Pattern Underground

i grandi processi del Tao - IV

I GRANDI PROCESSI STOCASTICI.

5. NELL'EPIGENESI “DAL NULLA NASCE NULLA”.

Ho già osservato che l'epigenesi sta all'evoluzione come l'elaborazione di una tautologia sta al pensiero creativo. Nello sviluppo embriologico di una creatura non solo non vi è alcuna necessità di nuove informazioni o di cambiamenti di programma, ma l'epigenesi dev'essere in gran parte protetta dall'intrusione di nuove informazioni. Per ottenere ciò, il modo è quello di sempre. Lo sviluppo del feto dovrebbe seguire gli assiomi e i postulati depositati nel D.N.A. o altrove. Per usare i termini del capitolo 2, l'evoluzione e l'apprendimento sono necessariamente "divergenti" e imprevedibili, ma l'epigenesi dovrebbe essere convergente.
Ne segue che nel campo dell'epigenesi i casi in cui si avrà bisogno di nuove informazioni saranno rari e assai vistosi. Viceversa, vi potranno essere casi, quantunque patologici, in cui una mancanza o una perdita di informazione porta a gravi distorsioni dello sviluppo. In questo contesto, i fenomeni di simmetria e asimmetria offrono una ricca messe di esempi. Sotto questo aspetto le idee guida dell'embrione al suo primo stadio sono semplici e formali, sicch‚ la loro presenza o assenza è inconfondibile.
Gli esempi meglio conosciuti provengono dallo studio sperimentale dell'embriologia degli anfibi; qui discuterò alcuni fenomeni legati alla simmetria dell'uovo di rana. Ciò che si sa sulla rana vale probabilmente per tutti i vertebrati. Sembra che senza informazioni provenienti dal mondo esterno l'uovo di rana non fecondato non contenga le informazioni necessarie (cioè la "differenza" necessaria) per conseguire la simmetria bilaterale. L'uovo ha due poli differenziati: il polo "animale", dove predomina il protoplasma, e il polo "vegetale", dove predomina il tuorlo. Ma non vi è differenziazione tra i meridiani o linee di longitudine: in questo senso l'uovo ha una simmetria radiale.
La differenziazione dei poli animale e vegetale è stata sicuramente determinata dalla posizione dell'uovo nel tessuto follicolare o dal piano dell'ultima divisione cellulare nella produzione dei gameti; a sua volta, quel piano era stato probabilmente determinato dalla posizione occupata dalla cellula madre nel follicolo. Ma ciò non basta.
Senza una qualche differenziazione laterale tra i lati o meridiani dell'uovo non fecondato, questo non può 'sapere' o 'decidere' quale sarà il futuro piano mediano di simmetria della rana, che è dotata di simmetria bilaterale. L'epigenesi non può cominciare fino a quando un meridiano non è reso diverso da tutti gli altri. Per fortuna, sappiamo come viene fornita questa informazione cruciale: essa proviene, necessariamente, dal mondo esterno e consiste nel punto d'ingresso dello spermatozoo. Di solito lo spermatozoo entra nell'uovo un po' sotto l'equatore, e il meridiano che passa per i due poli e per il punto d'ingresso definisce il piano mediano della simmetria bilaterale della rana. La prima segmentazione dell'uovo segue questo meridiano, e il lato dell'uovo da cui entra lo spermatozoo diviene il lato ventrale della rana.
Inoltre, si sa che il messaggio occorrente non è contenuto nel D.N.A. o in altre parti complesse della struttura dello spermatozoo. Basta anche solo la puntura con una fibra di un pennello di peli di cammello: l'uovo si segmenterà e continuerà a svilupparsi, fino a diventare una rana adulta che salta e acchiappa le mosche. Naturalmente sarà aploide (cioè le mancherà metà del normale corredo cromosomico). Sarà sterile, ma per il resto sarà perfetta in tutto e per tutto.
A questo fine lo spermatozoo non è necessario: quello che serve è solo un "marcatore di differenza", quanto alla sua natura l'organismo non ha preferenze. Senza un qualche marcatore non vi sarà embrione. “Dal nulla nasce nulla”.
Ma la storia non finisce qui. La futura rana, anzi, già il giovanissimo girino, ha un'anatomia endodermica notevolmente asimmetrica. Come quasi tutti i vertebrati, la rana possiede una simmetria abbastanza precisa nell'ectoderma (pelle, cervello e occhi) e nel mesoderma (scheletro e muscoli dello scheletro), ma è fortemente asimmetrica nelle strutture endodermiche (intestino, fegato, pancreas, e così via). (Anzi, ogni creatura le cui anse intestinali si trovino in un piano diverso da quello mediano dev'essere asimmetrica sotto questo aspetto. Se osservate il ventre di un girino vedrete chiaramente, attraverso la pelle, l'intestino arrotolato su se stesso in una grande spirale).
Come è prevedibile, il "situs inversus" (cioè la condizione di simmetria inversa) si presenta nella rana, ma rarissimamente. Nella specie umana esso è ben noto e riguarda circa un individuo su un milione. Questi individui hanno lo stesso aspetto degli altri, ma all'interno essi sono alla rovescia: la parte destra del cuore alimenta l'aorta, mentre la sinistra alimenta i polmoni, e così via. Le cause di questa inversione non sono note, ma il fatto stesso che essa si presenti indica che l'asimmetria normale "non" è determinata dall'asimmetria delle molecole. Per invertire una parte qualunque dell'asimmetria chimica sarebbe necessario invertirle tutte, poichè‚ le molecole si devono adattare le une alle altre in modo corretto. L'inversione dell'intera chimica è impensabile e non potrebbe sopravvivere se non in un mondo invertito.
Resta quindi il problema della sorgente dell'informazione che determina l'asimmetria. Deve certamente esistere un'informazione che fornisce all'uovo istruzioni sull'asimmetria corretta (cioè statisticamente normale).
Per quanto ne sappiamo, dopo la fecondazione non vi è nessuna occasione in cui potrebbe essere fornita quest'informazione. L'ordine degli eventi è: primo, l'espulsione dalla madre, poi la fecondazione; dopo di che l'uovo è protetto da una massa gelatinosa per tutto il periodo della segmentazione e del primo sviluppo dell'embrione. In altre parole, l'uovo deve contenere l'informazione necessaria a determinare l'asimmetria già "prima" della fecondazione. Che forma deve avere questa informazione?
Nella discussione sulla natura della spiegazione, nel capitolo 2, ho osservato che nessun dizionario è in grado di definire le parole "destra" o "sinistra", cioè nessun sistema discreto arbitrario può risolvere la questione: l'informazione dev'essere ostensiva. Ora abbiamo la possibilità di scoprire come questo stesso problema viene risolto dall'uovo.
Credo che, in linea di principio, vi possa essere soltanto un genere di soluzione (e spero che qualcuno con un microscopio elettronico a scansione ne ricerchi le prove). La risposta deve trovarsi nell'uovo prima della fecondazione, e perciò dev'essere in forma tale da poter determinare la stessa asimmetria "qualunque sia il meridiano segnato dall'ingresso dello spermatozoo". Ne segue che ciascun meridiano, quale che sia la sua posizione, dev'essere asimmetrico e che tutti devono essere asimmetrici nello stesso senso.
Questa condizione è soddisfatta nel modo più semplice da una qualche sorta di "spirale di relazioni non quantitative o vettoriali". Tale spirale intersecherà ciascun meridiano obliquamente determinando in ciascuno la stessa differenza tra est e ovest.
Un problema simile sorge nella differenziazione degli arti bilaterali. Il mio braccio destro è un oggetto asimmetrico e un'immagine speculare formale del sinistro. Ma esistono alcuni rari individui mostruosi che hanno due braccia o un braccio biforcuto su un lato del corpo. In questi casi la coppia costituisce un sistema a simmetria bilaterale. Un componente sarà un braccio destro e l'altro un braccio sinistro ed essi saranno in posizione tale da costituire un'immagine speculare. Questa osservazione generale fu enunciata per la prima volta da mio padre intorno al 1890 e per molto tempo fu nota come "regola di Bateson". Egli riuscì a dimostrare la validità della sua regola in quasi tutti i phyla di animali attraverso una ricerca compiuta in tutti i musei e in molte collezioni private d'Europa e d'America. In particolare raccolse un centinaio di casi di siffatte aberrazioni nelle zampe dei coleotteri.
Io riesaminai questa faccenda, e dai dati originali di mio padre conclusi che egli aveva sbagliato a chiedersi: che cos'ha determinato questa ulteriore simmetria? Avrebbe dovuto chiedersi: che cos'ha determinato la "perdita" di asimmetria? Avanzai l'ipotesi che le forme mostruose fossero prodotte da una "perdita o dimenticanza" di informazione. La simmetria bilaterale richiede più informazione della simmetria radiale e l'asimmetria richiede più informazione della simmetria bilaterale. L'asimmetria di un arto laterale, per esempio di una mano, richiede un giusto orientamento in tre direzioni: la direzione verso il dorso della mano dev'essere diversa da quella verso il palmo; la direzione verso il pollice dev'essere diversa da quella verso il mignolo; la direzione verso il gomito dev'essere diversa da quella verso le dita. Queste tre direzioni devono essere combinate in modo corretto per costruire una mano "destra" invece di una mano "sinistra". Se una delle direzioni viene invertita, come quando la mano è riflessa in uno specchio, ne risulta un'immagine rovesciata. Ma se una delle tre differenziazioni è "perduta o dimenticata", l'arto potrà raggiungere solo la simmetria bilaterale.
In questo caso il postulato “dal nulla nasce nulla” diventa un po' più complesso: dall'asimmetria nasce la simmetria bilaterale quando viene perduta una discriminazione.

i grandi processi del Tao - III

frecce meta-Tao

Vladimir Kush, Chaos Butterfly, Arrow of Time

La successiva metastruttura discussa da Tyler Volk e Jeff Bloom sono le frecce, struttura che indica flusso, progressione, collegamenti e relazioni direzionali, e in generale direzionalità:

Background

Arrows indicate flow, progression, directional links and relationships, and directionality in general. Arrows are often linked to time (as an arrow) and sequences. Arrows of time are equivalent to tubular relations in space. Arrows also depict specific directional relations between binaries.

Examples

• In science: chemical reactions, acceleration, nerve transmission, vectors, velocity, osmosis, rivers, currents, wind, volcanic flow, bird flight, etc.

• In architecture and design: traffic flow, sequences in construction, escalators, directionality in lighting and décor; structural strength in supporting weight; etc.

• In art: as objects, as eye movement in looking at piece of art, choreography, drama, etc.

• In social sciences: directional relations, movement, flow, stages and sequences, etc.

• In other senses: journeys and pilgrimages; travel plans; agenda; etc.

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i grandi processi del Tao - III

I GRANDI PROCESSI STOCASTICI.

4. IL CONTROLLO GENETICO DEL CAMBIAMENTO SOMATICO.

Un altro aspetto della comunicazione tra i geni e dello sviluppo del fenotipo viene alla luce quando ci interroghiamo sul controllo genetico del cambiamento somatico.
Certamente vi è "sempre" un contributo genetico a tutti gli eventi somatici. Il mio ragionamento è il seguente: se un uomo al sole si abbronza, possiamo dire che si tratta di un cambiamento somatico indotto dall'esposizione a una luce avente lunghezze d'onda opportune, e così via. Se in seguito egli si ripara dal sole, perde l'abbronzatura e se è biondo recupera il suo aspetto roseo. Se poi si espone di nuovo al sole, torna ad abbronzarsi. E così via. L'uomo cambia colore quando si espone al sole, ma la sua "capacità" di cambiare in questo modo non è influenzata dal suo esporsi o sottrarsi al sole - almeno, così credo io.
Ma è concepibile (e nei processi più complessi dell'apprendimento è un dato di fatto) che la "capacità" di conseguire certi cambiamenti somatici sia oggetto di apprendimento. E' come se l'uomo fosse in grado di accrescere o ridurre la propria capacità di abbronzarsi al sole. In questo caso, la capacità di conseguire questo metacambiamento potrebbe essere completamente controllata da fattori genetici. Oppure è concepibile che possa esistere a sua volta una capacità di "cambiare la capacità di cambiare". E così via. Ma in nessun caso reale è possibile che la serie dei passaggi sia infinita.
Ne segue che la serie deve sempre terminare nel genoma e sembra probabile che nella maggior parte dei casi di apprendimento e di cambiamento somatico il numero dei livelli di controllo somatico sia piccolo. Possiamo apprendere e apprendere ad apprendere e forse apprendere ad apprendere ad apprendere. Ma probabilmente la successione finisce qui.
Sulla base di queste considerazioni non ha senso chiedersi se una certa caratteristica di un dato organismo sia determinata dai suoi geni o dal cambiamento somatico o dall'apprendimento. Non vi è alcuna caratteristica fenotipica che non sia influenzata dai geni.
Sarebbe più corretto chiedersi: a quale livello di tipo logico il comando genetico agisce nella determinazione di quella caratteristica? La risposta a questa domanda avrà sempre la forma seguente: a un livello logico "più alto" di quello della capacità osservata nell'organismo di conseguire l'apprendimento o il cambiamento corporeo tramite un processo somatico.
Il mancato riconoscimento dei diversi tipi logici del cambiamento genetico e di quello somatico fa sì che quasi tutti i confronti di 'genio', 'doti' ereditarie e simili degenerino in assurdità.

i grandi processi del Tao - II

binari meta-Tao

La successiva metastruttura discussa da Tyler Volk e Jeff Bloom sono i binari, la struttura più semplice per modellare una relazione complessa tra elementi e tra le parti e il tutto di un sistema:

Background

Binaries are the simplest form of complex relations. More complex relations involve increasing numbers of components (e.g., trinaries, quaternaries, and so forth). Such binary relations are the most economical (in a variety of senses) way to generate complex wholes with significant new properties. Binaries involve senses of separation and/or unity, duality, and tension. They also provide for a synergy between parts and wholes.

The Red Square Nebula (MWC 922) is a bipolar nebula appearing as an orange square in its center with red bowl-shaped gas and dust toward the top right and bottom left of the image. The infrared image was taken using the Mt. Palomar Hale telescope in California and the Keck II Telescope on Mauna Kea in Hawaii, and released in April 2007. According to Sydney University astrophysicist Peter Tuthill, this nebula is one of the most symmetrical celestial objects ever discovered because of its unique shape. There is no clear explanation of how the central star could produce the nebula's shape, but one possible explanation is that these two outer faint radial spokes are shadows cast by periodic ripples or waves on the surface of an inner disk close to the central star.

Examples

• In science: bilateral symmetry (including two eyes, nostrils, ears, appendages, etc.); positive and negative particles, ions, electrodes, etc.; male and female; opposing forces; diurnal and nocturnal; dorsal and ventral; space and time; acid and base; DNA with component pairs and paired helices; inhale and exhale; respiration and photosynthesis; mass and volume; high pressure; low pressure; perception as the recognition of difference; form and function; acceleration and deceleration; etc.

• In architecture and design: inside and outside and the associated dynamics between them in buildings; entrance and exit; up and down passages; etc.

• In art: light and dark; monotone and multicolored; tensions between parts; attraction and repulsion (emotionally); etc.

• In social sciences: report talk and rapport talk; leader and follower; positive and negative attitudes; consumer and producer; active and passive; aggressive; trust and distrust; unity and disunity or separation; etc.

• In other senses: distal and proximal; all or nothing; night and day; open and closed; on and off; asleep and awake; old and young; love and hate; etc.

Metapatterns

The Pattern Underground

i grandi processi del Tao - II

I GRANDI PROCESSI STOCASTICI.

3. ASSIMILAZIONE GENETICA.

Quanto abbiamo esposto nel paragrafo precedente è esemplificato quasi punto per punto dai famosi esperimenti del mio amico Conrad Waddington, che dimostrarono ciò che egli chiamò "assimilazione genetica". L'esperimento più suggestivo cominciò con la produzione di fenocopie degli effetti prodotti sui moscerini della frutta da un gene detto "bithorax". In tutti i membri ordinari del vasto ordine dei Ditteri, tranne le pulci che sono prive di ali, il secondo paio di ali è ridotto ad appendici con una protuberanza alle estremità, ritenute organi di equilibrio. Per effetto del gene bithorax le ali rudimentali del terzo segmento del torace diventano quasi perfette, e si ottiene quindi un moscerino a quattro ali. Questa profonda modificazione del fenotipo, che risveglia una morfologia antichissima e ora inibita, poteva essere prodotta anche da un cambiamento somatico. Se le pupe venivano intossicate con etere etilico in dose opportuna, i moscerini adulti, quando si schiudevano, presentavano l'aspetto bithorax. Cioè la caratteristica bithorax fu nota sia come effetto genetico sia come effetto di un violento disturbo dell'epigenesi.

Homeobox gene expression in Drosophila melanogaster

Waddington condusse i suoi esperimenti su popolazioni molto numerose di moscerini contenuti in grandi gabbie. A ogni generazione egli sottoponeva queste popolazioni a intossicazione da etere per ottenere le forme bithorax. A ogni generazione sceglieva quei moscerini che meglio incarnavano il suo ideale di sviluppo bithorax perfetto. (Erano tutti animali squallidi e bruttini, assolutamente incapaci di volare). Da questi individui selezionati egli faceva nascere la generazione successiva da sottoporre al trattamento con l'etere e alla selezione.
In ogni generazione, Waddington accantonava un certo numero di pupe prima della somministrazione dell'etere e lasciava che si schiudessero in condizioni normali. Alla fine, col procedere dell'esperimento, dopo una trentina di generazioni, le forme bithorax cominciarono a presentarsi nel gruppo di controllo non trattato. La loro discendenza dimostrò che in realtà non era il singolo gene bithorax a formarle, bensì un complesso di geni che insieme producevano lo stato tetrattero. Questo esperimento non fornisce alcuna prova di una qualche ereditarietà dei caratteri acquisiti. Waddington accettò il presupposto che il mescolamento dei geni nella riproduzione sessuata e il tasso delle mutazioni non fossero influenzati dall'offesa fisiologica agli organismi. La spiegazione che egli propose fu che una selezione su scala astronomica, ottenuta per esempio sottraendo a una potenziale esistenza molte tonnellate di moscerini, facesse emergere un numero limitato di esemplari bithorax. Egli sosteneva che era legittimo interpretare tutto ciò come una selezione degli individui che possedevano il livello soglia più basso per la produzione dell'anomalia bithorax.
Non sappiamo quale sarebbe stato l'esito dell'esperimento se Waddington non avesse selezionato i bithorax 'migliori'. Forse dopo trenta generazioni egli avrebbe creato una popolazione immune dagli effetti del trattamento con l'etere, o magari una popolazione bisognosa di etere. Ma forse, se la modifica bithorax fosse stata in parte adattativa, come la maggior parte dei cambiamenti somatici, la popolazione avrebbe prodotto, come le popolazioni sperimentali di Waddington, copie genetiche ("genocopie") dei risultati del trattamento con l'etere.
Col neologismo "genocopia" intendo sottolineare che il cambiamento somatico può di fatto precedere quello genetico, sicché‚ sarebbe più corretto considerare quest'ultimo come la copia. In altre parole, i cambiamenti somatici possono determinare in parte i percorsi dell'evoluzione; e ciò sarà ancora più vero in "Gestalten" più grandi di quella che stiamo considerando ora. La nostra ipotesi deve cioè passare a un tipo logico superiore. Si possono così distinguere tre passaggi nella costruzione della teoria:
a) A livello dell'individuo, l'ambiente e l'esperienza possono indurre un cambiamento somatico ma non possono influire sui geni dell'individuo. Non esiste alcuna ereditarietà lamarckiana diretta, e una siffatta ereditarietà "senza selezione" esaurirebbe in modo irreversibile la flessibilità somatica.
b) A livello della popolazione, con un'opportuna selezione dei fenotipi, l'ambiente e l'esperienza generano individui meglio adattati su cui può agire la selezione. In questa misura, la "popolazione" si comporta come un'unità lamarckiana. E' certamente per questo motivo che il mondo biologico appare come il prodotto di un'evoluzione lamarckiana.
c) Ma sostenere che i cambiamenti somatici "determinano" la direzione del cambiamento evolutivo richiede un nuovo livello di tipo logico, una "Gestalt" ancora più ampia. Dovremmo invocare la coevoluzione e sostenere che l'ecosistema circostante o qualche specie limitrofa cambiano per adattarsi ai cambiamenti somatici degli individui. Questi cambiamenti dell'ambiente potrebbero agire come uno stampo capace di favorire qualunque genocopia dei cambiamenti somatici.

i grandi processi del Tao - I

centri meta-Tao

La successiva metastruttura discussa da Tyler Volk e Jeff Bloom sono i centri, strutture che delineano le caratteristiche di centralità di un sistema:

Background

Centers act to stabilize the whole, provide resistance to change, and provide for organization of the whole. They can act as attractors for autopoietic (self-generating, self-sustaining) systems. In a more general sense, they can imply importance or significance and a sense of centricity. As such, centers can radiate relations to other centers, information, and so forth.

Milann Dobrojevic, Psihodelic Style 2

Examples

• In science: nucleus, strange attractor, queen ant or bee, fulcrum, dominant male in primate societies, center of gravity, heart within circulatory system, brain within nervous system, etc.

• In architecture and design: main office, central meeting places, central structural supports (such as elevator shafts in skyscrapers), etc.

• In art: the central figure or object as subject; the organizing principle or emotional focus of a piece of art, etc.

• In social sciences: president, governor, major, dictator, leader, teacher, principal, central physical site of specific types of activity, heart as center of individual in many indigenous cultures, organizing principles of societies and other groups, brain as center of individual in most technologically developed cultures, focus of life or activity (e.g., individuals may consider self, family, work, sport, hobby, or spiritual efforts as center), ego or self centric, anthropocentrism, conceptual prototype, conceptual defining characteristics, etc.

• In other senses: altar in a church, shrine in a temple, a deity or deities, sacred sites (Mecca, Bodhgaya, Jerusalem), shopping center, etc.

Simon Norfolk, CERN - LHC

Metapatterns

The Pattern Underground

il lascito del Tao - VI: i grandi processi del Tao - I

Cambio di Stagione

Angels Fear Revisited:
Gregory Bateson’s Cybernetic Theory of Mind
Applied to Religion-Science Debates

Mary Catherine Bateson

Learning and Evolution as Mental Processes

The question of teleology (design) brings me back to the final chapter of Mind and Nature (1979), in which Gregory talks about the “two great stochastic processes” that combine randomness with selectivity. Having in many different ways, in the course of that book, discussed the mind-like properties of natural systems, he compares evolution with learning. And it strikes me today that he is saying that of course there is something that looks like intelligent design in evolution, because the mind-like properties of systems are unfolding. In this sense one can see mind at work in the structure of the eye, or in the structure of the cell and what have you. But in this understanding the mind is not external. Mind is a characteristic of the unfolding organization and process, immanent and emergent.

When Gregory spoke about the two great stochastic processes – learning, involving trial and error and involving something like reinforcement to determine what is retained, and evolution, where natural selection has the same effect, he was proposing yet another aspect of the pattern which connects all living things, recognizing in our own mental processes of thought and learning a pattern which connects us to the biosphere rather than an argument for separation. This recognition is inhibited by the dualistic assumption that what happens in the natural world is mechanical. It is inhibited in a deep way by the Cartesian body – mind distinction, as if the natural world were purely material instead of being shaped by process and organization. Having over simplified our description of the natural world, we open the door to a compensatory leap from the recognition of the complexity around us to the insistence on a mind external to it – a deity – shaping it. “Miracles,” said Gregory, “are dreams and imaginings whereby materialists hope to escape from their materialism.”

il lascito del Tao - V

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I GRANDI PROCESSI STOCASTICI.

"L'espressione sovente impiegata dal signor Herbert Spencer di “sopravvivenza del più adatto” è più precisa ed è talvolta egualmente comoda".
CHARLES DARWIN, "On the Origin of Species", quinta edizione.

Into this universe, and "why" not knowing
nor "whence", like Water willy-nilly flowing:
And out of it, as Wind along the Waste,
I now not "whither", willy-nilly blowing.
[Entrare in questo universo, e non sapere "perchè‚"
né "da dove", come acqua che volere o no fluisce;
e uscirne, come vento nel deserto,
che volere o no soffia, non so "dove".]
EDWARD FITZGERALD, "The Rubaiyat of Omar Khayyam".

L'assunto generale di questo libro è che tanto il cambiamento genetico quanto il processo detto "apprendimento" (ivi compresi i cambiamenti somatici indotti dall'abitudine e dall'ambiente) sono processi stocastici. E' mia convinzione che in ciascun caso vi sia un flusso di eventi che è per certi aspetti casuale e un processo selettivo non casuale che fa sì che alcune delle componenti casuali 'sopravvivano' più a lungo di altre. Senza il casuale, non possono esservi cose nuove.
Io parto dall'assunto che nell'evoluzione la produzione di forme mutanti è o casuale entro l'insieme delle alternative permesse dallo "status quo", oppure, se la mutazione è ordinata, che i criteri di quell'ordinamento non interessano le tensioni dell'organismo. In conformità con la teoria ortodossa della genetica molecolare, il mio assunto è che l'ambiente protoplasmatico del D.N.A. non può pilotare in esso cambiamenti riguardanti l'adattamento dell'organismo all'ambiente o la riduzione delle sue tensioni interne. Molti fattori - sia fisici sia chimici - possono alterare la frequenza della mutazione, ma il mio assunto è che le mutazioni così generate non sono connesse con le particolari tensioni cui era sottoposta la generazione dei genitori allorché‚ si determinò la mutazione. Accetterò addirittura l'assunto che le mutazioni prodotte da un mutageno non interessano la tensione fisiologica generata dal mutageno stesso entro la cellula. Oltre a ciò, accetterò l'assunto - ora ortodosso - che le mutazioni, così generate a caso, vengono immagazzinate nel "pool" genico eterogeneo della popolazione, che la selezione naturale agisce eliminando le alternative sfavorevoli sotto il profilo di "qualcosa come" la sopravvivenza, e che tale eliminazione favorisce, nel complesso, le alternative innocue e benefiche.
Sul versante dell'individuo, accetterò analogamente l'assunto che i processi mentali generano un gran numero di alternative, e che tra esse esiste una selezione determinata da "qualcosa come" il rinforzo.
Sia nel caso della mutazione sia nel caso dell'apprendimento è sempre necessario ricordare le potenziali patologie dell'assegnazione ai vari tipi logici. Ciò che ha valore di sopravvivenza per l'individuo "può" essere letale per la popolazione o per la società. Ciò che fa bene per un breve periodo (la cura sintomatica) se protratto a lungo può causare assuefazione o morte.
Fu Alfred Russel Wallace che nel 1866 osservò che il principio della selezione naturale è simile a quello della macchina a vapore con regolatore. Il mio assunto è che le cose stanno proprio così, e che tanto il processo dell'apprendimento individuale quanto la dinamica delle popolazioni per selezione naturale possono manifestare le patologie di tutti i circuiti cibernetici: eccessiva oscillazione e fuga. Insomma, accetto l'assunto che il cambiamento evolutivo e quello somatico (compresi l'apprendimento e il pensiero) sono fondamentalmente simili, che entrambi sono di natura stocastica, benché‚ certo le idee (ingiunzioni, proposizioni descrittive, e così via) in base a cui agisce ciascun processo siano di un tipo logico completamente diverso da quello delle idee dell'altro processo.
E' questo groviglio di tipi logici che ha portato a tanta confusione, a tante controversie e perfino a sciocchezze su questioni come “l'ereditarietà dei caratteri acquisiti” e sulla legittimità di invocare la 'mente' come principio esplicativo. Tutta la cosa ha avuto una storia curiosa. Un tempo l'idea che l'evoluzione potesse avere una componente casuale era per molti inaccettabile. Sarebbe stato contrario a tutto quello che si sapeva sull'adattamento e sul disegno generale e contrario anche a ogni fede in un creatore dotato di caratteristiche mentali. La critica di Samuel Butler all'"Origine delle specie" era essenzialmente un'accusa a Darwin di escludere la mente dal numero dei princìpi esplicativi pertinenti. Butler voleva immaginare una mente non casuale operante in qualche punto del sistema e alle teorie di Darwin preferiva quindi quelle di Lamarck (Nota: Stranamente, perfino in "Evolution, Old and New" di Butler ci sono pochissime prove che egli fosse particolarmente in sintonia con il raffinato pensiero di Lamarck).
Tuttavia, tali critiche sono risultate sbagliate proprio nella scelta della correzione da apportare alla teoria darwiniana. Oggi vediamo il pensiero e l'apprendimento (e forse il cambiamento somatico) come processi stocastici. Il modo in cui correggeremmo il pensiero dell'Ottocento non consisterebbe nell'aggiungere una mente non stocastica al processo evolutivo, bensì nel proporre l'idea che il pensiero e l'evoluzione siano simili in quanto partecipano della stocasticità. Entrambi sono processi mentali secondo i criteri proposti... Ci troviamo quindi di fronte a due grandi sistemi stocastici che in parte interagiscono e in parte sono isolati l'uno dall'altro. Un sistema è dentro l'individuo ed è chiamato "apprendimento"; l'altro è immanente nell'eredità e nelle popolazioni ed è chiamato "evoluzione". Il primo concerne la durata di una singola vita; l'altro concerne numerose generazioni di molti individui.
In questo capitolo mi propongo di mostrare come questi due sistemi stocastici, che lavorano a diversi livelli di tipo logico, si combinino a formare un'unica biosfera dinamica che non potrebbe persistere se il cambiamento somatico o quello genetico fossero fondamentalmente diversi da quelli che sono.
L'"unità" del sistema combinato è "necessaria".

1. GLI ERRORI DEL LAMARCKISMO.

Grandissima parte di ciò che si può dire su come si combinano evoluzione e cambiamento somatico è di carattere deduttivo. Ai livelli teorici che dobbiamo qui affrontare, non esistono dati provenienti dall'osservazione, e la sperimentazione non è ancora cominciata. Ma ciò non è sorprendente: dopo tutto, sulla selezione naturale non esisteva quasi alcuna osservazione probante fino agli Anni Trenta, quando Kettlewell studiò le varietà pallida e melanica della falena della betulla ("Biston betularia").
Comunque, gli argomenti contro l'ipotesi che i caratteri acquisiti siano ereditari sono istruttivi, e serviranno a illustrare parecchi aspetti dell'intricata relazione tra i due grandi processi stocastici. Gli argomenti sono tre, ma solo il terzo è convincente:
a) Il primo argomento è che l'ipotesi dev'essere scartata per mancanza di conferma empirica. Ma in questo campo la sperimentazione è incredibilmente difficile e i critici sono spietati, sicch‚ l'assenza di prove non sorprende. Non è certo che, se l'ereditarietà lamarckiana si presentasse in natura o anche in laboratorio, sarebbe possibile riconoscerla.
b) La seconda critica, fino a poco fa la più convincente, formulata da August Weissmann verso la fine dell'Ottocento, sostiene che "non esiste comunicazione tra il soma e il plasma germinale". Weissmann era un embriologo tedesco straordinariamente dotato che, divenuto quasi cieco in età ancor giovane, si dedicò alla ricerca teorica. Egli notò che per molti organismi esisteva una continuità da una generazione all'altra di quello che egli chiamò “plasma germinale”, cioè della linea protoplasmatica, e che per ciascuna generazione il corpo fenotipico o soma poteva essere considerato una diramazione del plasma germinale. Sulla base di questa idea egli argomentò che non vi poteva essere alcuna comunicazione retrograda dal ramo somatico al tronco principale costituito dal plasma germinale.
Se un individuo esercita il bicipite destro, certamente questo muscolo gli s'irrobustisce, ma non si conosce alcun modo in cui questo cambiamento somatico possa venir comunicato alle cellule sessuali dell'individuo. Questa critica, come la prima, dipende da un'argomentazione basata sull'assenza di prove (una pietra instabile su cui poggiare il piede) e la maggior parte dei biologi dopo Weissmann hanno cercato di rendere l'argomento "deduttivo" accettando per vero che non esiste "nessun immaginabile" modo di comunicazione tra il bicipite e i futuri gameti.
Ma la cosa oggi non appare più così sicura come vent'anni fa. Se l'R.N.A. può portare l'impronta di porzioni di D.N.A. ad altre parti della cellula, e forse ad altre parti del corpo, è "immaginabile" che l'impronta dei cambiamenti chimici del bicipite possa essere portata al plasma germinale.
c) L'ultima critica, e per me l'unica convincente è una "reductio ad absurdum": essa asserisce che, se l'ereditarietà lamarckiana costituisse la regola o fosse anche soltanto comune, l'intero sistema dei processi stocastici interconnessi si arresterebbe.
Espongo qui questa critica non solo per tentare (probabilmente invano) di uccidere un'idea dura a morire, ma anche per illustrare le relazioni tra i due processi stocastici. Immaginiamo il seguente dialogo:

BIOLOGO. Che cosa sostiene esattamente la teoria lamarckiana? Che cosa intendi per “ereditarietà dei caratteri acquisiti"“?
LAMARCKIANO. Che un cambiamento del corpo indotto dall'ambiente sarà trasmesso alla prole.
BIOLOGO. Un momento, dev'essere trasmesso un “cambiamento"“? Che cosa esattamente dev'essere trasmesso dal genitore alla prole? Un 'cambiamento' è una specie di astrazione, mi pare.
LAMARCKIANO. Un effetto dell'ambiente, per esempio le callosità nuziali del maschio del rospo ostetrico (Nota: Quasi tutte le specie di rospo si accoppiano nell'acqua e durante l'accoppiamento il maschio afferra la femmina con le zampe anteriori standole sul dorso. Forse "perchè‚" essa è viscida, in questa stagione il maschio ha sulle mani delle callosità nere e ruvide. Il rospo ostetrico, invece, si accoppia sulla terra e non ha callosità nuziali. Negli anni precedenti la prima guerra mondiale lo scienziato austriaco Paul Kammerer sostenne di aver dimostrato la famosa ereditarietà dei caratteri acquisiti costringendo rospi ostetrici ad accoppiarsi nell'acqua. In tali condizioni nel maschio si formarono le callosità nuziali. Si sostenne che queste callosità crescessero poi ai discendenti del maschio, anche sulla terra).
BIOLOGO. Non capisco ancora. Non vorrai certo dire che è stato l'ambiente a fare le callosità nuziali.
LAMARCKIANO. Certo che no: è stato il rospo.
BIOLOGO. Ah, allora il rospo, in un certo senso, sapeva come fare o aveva la 'potenzialità' di farsi crescere le callosità nuziali?
LAMARCKIANO. Sì, qualcosa del genere. Il rospo poteva farsi crescere le callosità nuziali se era costretto a riprodursi nell'acqua.
BIOLOGO. Ah, poteva adattarsi, giusto? Se si riproduceva sulla terra, nel modo normale per questa specie di rospi, non gli crescevano callosità nuziali, invece nell'acqua sì, proprio come a tutti gli altri tipi di rospo. Poteva scegliere.
LAMARCKIANO. Ma ad alcuni dei discendenti del rospo cui erano cresciute le callosità nell'acqua, esse crescevano anche sulla terra. Ecco che cosa intendo per ereditarietà dei caratteri acquisiti.
BIOLOGO. Ah, ecco, capisco. Ciò che veniva trasmesso era la perdita di un'alternativa. I discendenti non erano più in grado di riprodursi in modo normale sulla terra. Affascinante!
LAMARCKIANO. Fai apposta a non capire.
BIOLOGO. Può darsi. Ma ancora non capisco che cosa verrebbe 'trasmesso' o 'ereditato'. Il fatto empirico che si sostiene è che i discendenti "differivano" dal genitore in quanto non avevano una possibilità di scelta che quello invece aveva. Ma questa non è la trasmissione di una somiglianza, come suggerirebbe il termine"ereditarietà": è la trasmissione di una "differenza". Ma la 'differenza' non esisteva e non poteva quindi essere trasmessa. Come la vedo io, il rospo genitore aveva ancora tutte le sue alternative intatte.

E così via. Il punto cruciale in questa discussione riguarda la collocazione nella gerarchia dei tipi logici del messaggio genetico presumibilmente trasmesso. Non basta dire vagamente che vengono trasmesse le callosità nuziali, e non ha senso sostenere che viene trasmessa la potenzialità di far crescere le callosità nuziali, poichè‚ tale potenzialità era insita nel rospo genitore prima che l'esperimento cominciasse (Nota: Arthur Koestler in "The Case of the Midwife Toad" (New York, Vintage Books, 1973 riferisce che le callosità nuziali sono state trovate in almeno un rospo selvatico di questa specie. Quindi il corredo genetico necessario esiste. Questa scoperta riduce fortemente il valore di prova dell'esperimento di Kammerer).
Naturalmente, non si nega che gli animali di questo mondo, e in misura minore le piante, presentino spesso l'aspetto che potremmo attenderci in un mondo in cui l'evoluzione avesse percorso le vie dell'ereditarietà lamarckiana.
Vedremo che questo aspetto è inevitabile, dato (a) che le popolazioni selvagge di solito (forse sempre) sono caratterizzate da "pool" genici eterogenei (misti e diversificati), (b) che i singoli animali sono capaci di cambiamenti somatici che sono in qualche modo adattativi, e (c) che la mutazione e il rimescolamento dei geni esistenti sono casuali.
Ma questa conclusione si potrà trarre solo dopo aver confrontato l'economia entropica del cambiamento somatico con l'economia entropica del conseguimento dello stesso aspetto fenotipico mediante determinazione genetica.
Nel dialogo immaginario, il lamarckiano è stato ridotto al silenzio dall'argomento che l'ereditarietà dei caratteri acquisiti sarebbe accompagnata dalla perdita della libertà di modificare il corpo dell'individuo in risposta alle richieste dell'abitudine o dell'ambiente. Quest'asserzione generale non è vera in modo così semplice. Non c'è dubbio che la sostituzione del controllo somatico con quello genetico (a prescindere dal problema dell'eredità) diminuisca sempre la flessibilità dell'individuo. La possibilità di cambiamento somatico in quel dato carattere è perduta del tutto o in parte. Ma resta sempre l'interrogativo generale: non è "mai" vantaggioso sostituire al controllo somatico quello genetico? Se così fosse, il mondo sarebbe certo molto diverso da quello di cui abbiamo esperienza. Analogamente, se l'ereditarietà lamarckiana costituisse la regola, l'intero processo dell'evoluzione e della vita sarebbe stretto nelle pastoie della rigidità della determinazione genetica. La risposta deve trovarsi tra questi due estremi, e in mancanza di dati che sbroglino la faccenda, non ci resta che affidarci al buon senso e a ciò che è possibile dedurre dai princìpi della cibernetica.
Illustrerò l'intera questione con una discussione sull'uso e il disuso.

2. USO E DISUSO.

Questa vecchia coppia di concetti, un tempo al centro delle discussioni sull'evoluzione, è quasi scomparsa dalla scena, forse perché‚ a questo riguardo è soprattutto necessario mantenere chiaro il tipo logico delle varie componenti di qualsiasi ipotesi.
Che gli effetti dell'uso possano forse fornire qualche contributo all'evoluzione non è cosa particolarmente misteriosa. Nessuno può negare che a prima vista la scena biologica si presenti "come se" gli effetti dell'uso e del disuso si trasmettessero da una generazione all'altra. Ciò tuttavia non collima con quanto sappiamo sulla natura autocorrettiva e adattativa del cambiamento somatico. In pochissime generazioni le creature perderebbero ogni libertà di modifica somatica.
Ma se si va oltre il lamarckismo grezzo, ci s'imbatte in difficoltà di attribuzione del tipo logico alle varie parti dell'ipotesi. Credo che queste difficoltà si possano superare. Quanto all'uso, non è troppo difficile immaginare sequenze in cui la selezione naturale potrebbe favorire quegli individui la cui composizione genetica si accordasse con i cambiamenti somatici correnti tra gli individui della popolazione considerata. I cambiamenti somatici che accompagnano l'uso sono di solito (bench‚ non sempre) adattativi, e perciò un controllo genetico che favorisse questi cambiamenti potrebbe essere vantaggioso.
In quali circostanze conviene, in termini di sopravvivenza, sostituire al controllo somatico quello genetico?
Il "prezzo" di questo spostamento, come ho sostenuto, è una mancanza di flessibilità, ma tale mancanza dev'essere precisata meglio se vogliamo definire le condizioni nelle quali lo spostamento sarà vantaggioso.
A prima vista, vi sono casi in cui la flessibilità non sarebbe forse mai più necessaria dopo il passaggio al controllo genetico. Si tratta di quei casi in cui il cambiamento somatico è una modifica di adattamento a una qualche condizione ambientale "costante". Per i membri di una data specie che risiedano in permanenza in alta montagna tanto vale basare tutte le loro modifiche di adattamento al clima montano, alla pressione atmosferica, eccetera, sulla determinazione genetica. Ad essi non serve quella reversibilità che è il contrassegno del cambiamento somatico.

“Dimmi, papà, perché‚ le palme sono così alte?”.
“Perché‚ le giraffe possano mangiarle, caro, perché‚... se le palme fossero piccole piccole, le giraffe sarebbero in un grosso impiccio”.
“Ma papà, allora perché‚ le giraffe hanno il collo così lungo?”.
“Ecco, per poter mangiare le palme, caro, perché‚... se le giraffe avessero il collo corto, sarebbero in un impiccio ancor più grosso”.

Invece, l'adattamento a condizioni variabili e reversibili è attuato molto meglio dal cambiamento somatico, e può darsi benissimo che sia tollerabile soltanto un cambiamento somatico molto superficiale.
Nel cambiamento somatico c'è una scala di intensità. Un uomo che salga dal livello del mare fino a quattromila metri d'altezza, a meno che non sia in ottima forma, comincerà ad ansimare e il suo cuore prenderà a galoppare. Questi cambiamenti somatici immediati e reversibili vanno benissimo per affrontare una situazione di emergenza, ma sarebbe uno spreco assurdo di flessibilità usare l'affanno e la tachicardia per adattarsi in modo prolungato all'atmosfera di montagna. Ciò che si richiede è un cambiamento somatico che dovrebbe forse essere meno reversibile, poiché‚ ora consideriamo non un'emergenza temporanea, ma condizioni protratte e durature. Converrà sacrificare un po' di reversibilità per poter economizzare sulla flessibilità (cioè serbare l'affanno e la tachicardia per quelle occasioni in alta montagna in cui sia richiesto uno sforzo supplettivo). Questo fenomeno prende il nome di "acclimazione": il cuore dell'uomo subirà cambiamenti, il suo sangue arriverà a contenere più emoglobina, la sua gabbia toracica e le sue abitudini respiratorie muteranno, e così via. Questi cambiamenti saranno molto meno reversibili dell'affanno, e se l'uomo scende in pianura, può darsi che provi qualche fastidio.
Per usare il linguaggio di questo libro, diremo che nelle modifiche somatiche di adattamento vi è una gerarchia: le esigenze particolari e immediate vengono affrontate al livello superficiale (il più concreto), mentre ai livelli più profondi (più astratti) si affrontano le modifiche più generali. Esiste un parallelismo perfetto tra questo caso e quello della gerarchia dell'apprendimento, dove il proto-apprendimento riguarda il fatto o l'azione particolari, e il deutero- apprendimento riguarda contesti e classi di contesti.
E' interessante osservare che l'acclimazione viene attuata mediante molti cambiamenti su molti fronti (muscolo cardiaco, emoglobina, muscolatura toracica, e così via); invece i provvedimenti di emergenza tendono ad essere localizzati e specifici.
Nell'acclimazione l'organismo acquista una flessibilità superficiale al prezzo di una rigidità a livello più profondo. Ora l'uomo potrà ricorrere all'affanno e alla tachicardia come provvedimenti di emergenza se s'imbatte in un orso, ma si troverà a disagio se scenderà a livello del mare per far visita ai vecchi amici.
Vale la pena esporre questa faccenda in termini più formali. Consideriamo tutte le proposizioni che potrebbero essere necessarie per descrivere un organismo. Possono essere milioni, ma saranno collegate tra loro in anelli e circuiti di interdipendenza. E, in una certa misura, per quell'organismo ciascuna proposizione descrittiva sarà normativa; cioè, vi saranno un livello massimo e uno minimo oltre i quali la variabile descritta sarà tossica. Se nel sangue c'è troppo zucchero, o troppo poco, si muore: e ciò vale per tutte le variabili biologiche. A ogni variabile è collegato quello che si può chiamare un "metavalore": cioè, la creatura sta bene se la variabile considerata si trova al centro dell'intervallo di variabilità, non al massimo o al minimo. E poiché‚ le variabili sono collegate tra loro in anelli e circuiti, ne segue che una variabile che si trovi al massimo o al minimo intralcerà tutte le altre variabili dello stesso anello.
La flessibilità e la sopravvivenza sono favorite da qualsiasi cambiamento che tenda a mantenere le variabili in fluttuazione al centro del loro intervallo. Ma una qualsiasi estrema modifica somatica di adattamento spingerà una o più variabili a valori estremi. Quindi, vi è sempre una tensione che può essere alleviata mediante un cambiamento genetico, purch‚ tale cambiamento non si esprima nel fenotipo con un ulteriore aumento della tensione già presente. Ciò che si richiede è un cambiamento genetico che "modifichi i livelli di tolleranza del valore massimo o minimo (o di entrambi) della variabile".
Se, per esempio, prima del cambiamento genetico (per mutazione o, più probabilmente, per rimescolamento dei geni) la tolleranza di una data variabile fluttuava tra i limiti 5 e 7, un cambiamento genetico che spostasse questi limiti ai nuovi valori 7 e 9 sarebbe positivo, in termini di sopravvivenza, per una creatura che facesse fatica a mantenere la variabile al vecchio valore di 7 mediante modifiche somatiche di adattamento. Inoltre, se le modifiche somatiche spingessero il nuovo valore a 9, si potrebbe ottenere un ulteriore incremento del valore di sopravvivenza mediante un ulteriore cambiamento genetico che consentisse o inducesse un innalzamento dei livelli di tolleranza lungo la stessa scala.
In passato era difficile spiegare i cambiamenti evolutivi collegati al "disuso". Che un cambiamento genetico nella stessa direzione degli effetti dell'abitudine o dell'uso avesse di solito valore di sopravvivenza era cosa facile da immaginare; più difficile invece era vedere come potesse essere vantaggiosa una duplicazione genetica degli effetti del disuso. Tuttavia, se manipoliamo il tipo logico di questo messaggio genetico immaginario, otteniamo un'ipotesi che, con un unico paradigma, riesce a spiegare tanto gli effetti dell'uso quanto quelli del disuso. Il vecchio mistero che circonda la cecità degli animali cavernicoli e il femore di due etti di una balena azzurra di ottanta tonnellate non è più così impenetrabile. Basta solo supporre che il mantenimento di qualunque organo rudimentale, diciamo un femore di cinque chili in una balena di ottanta tonnellate, spinga sempre una o più variabili somatiche verso il limite di tolleranza superiore o inferiore, e si vedrà come possa essere accettabile uno spostamento dei limiti di tolleranza.
Tuttavia, dal punto di vista di questo libro, la nostra soluzione degli altrimenti sconcertanti problemi dell'uso e del disuso è un'illustrazione importante della relazione tra il cambiamento genetico e quello somatico, e, spingendosi più in là, della relazione tra i tipi logici superiori e inferiori di quel vasto processo mentale chiamato "evoluzione".
Il messaggio di tipo logico superiore (cioè l'ingiunzione più nettamente genetica) non ha bisogno di menzionare la variabile somatica le cui tolleranze sono spostate dal cambiamento genetico. Anzi, il testo genetico probabilmente non contiene nulla che assomigli in qualche modo ai nomi o ai sostantivi del linguaggio umano. Io sono convinto che quando si studierà il regno quasi del tutto sconosciuto dei processi tramite i quali il D.N.A. determina l'embriologia, si troverà che il D.N.A. non menziona altro che relazioni. Se chiedessimo al D.N.A. quante dita avrà questo embrione umano, la risposta potrebbe essere: “Quattro relazioni di coppia fra (le dita)”. E se chiedessimo quanti spazi vi saranno tra le dita, la risposta sarebbe: “Tre relazioni di coppia fra (gli spazi)”. In ciascun caso sono definite e determinate solo le “relazioni fra”. Gli elementi finali delle relazioni nel mondo corporeo non vengono forse mai menzionati.
(I matematici noteranno che il sistema ipotetico qui descritto rassomiglia alla loro teoria dei gruppi, perché‚ considera solo le relazioni tra le "operazioni" trasformatrici di qualcosa, e mai il 'qualcosa' in sé).
A proposito di questo aspetto della comunicazione che dal cambiamento somatico, attraverso la selezione naturale, arriva al "pool" genico della popolazione, è importante notare che:
a) Il cambiamento somatico ha una struttura gerarchica.
b) Il cambiamento genetico, in un certo senso, è la componente più alta di questa gerarchia (cioè la più astratta e la meno reversibile).
c) Il cambiamento genetico può evitare, almeno in parte, il costo di imporre rigidità al sistema, ritardando il proprio intervento fino al momento in cui risulta probabile che la situazione affrontata dal soma a un livello reversibile sia davvero permanente, e agendo solo indirettamente sulla variabile fenotipica. Presumibilmente, il cambiamento genetico sposta solo la "regolazione" (vedi “Tipi logici”) del controllo omeostatico della variabile fenotipica.
d) Con questo passaggio dal controllo diretto della variabile fenotipica al controllo della regolazione della variabile c'è anche probabilmente lo schiudersi e l'ampliarsi di possibilità alternative di cambiamento. Le tolleranze relative alle dimensioni del femore della balena sono senza dubbio regolate da dozzine di geni diversi che, sotto questo aspetto, agiscono insieme, ma ciascuno di essi si esprime forse in modo assai diverso in altre parti del corpo.
Un'analoga proliferazione che dall'effetto singolo, al quale l'evoluzionista s'interessa in un dato momento, porta a numerose cause alternative o sinergiche è stato notato nel passaggio dal semplice cambiamento somatico all'acclimazione. E' presumibile che in biologia il passaggio da un livello logico a quello immediatamente superiore sia sempre accompagnato da questo moltiplicarsi delle considerazioni pertinenti.