Odata ca niciodata, materialistii erau cei care credeau ca totul este o masina care functioneaza dupa niste reguli foarte stricte care ii determinina comportamentul in cele mai mici detalii. De atunci insa, masinile au devenit din ce in ce mai complexe, iar ideea de reguli stricte nu mai este nici ea la moda. Insa acest lucru nu a condus la o disparitie a materialismului, ci a generat o transformare revolutionara a sa.
Ideea unui univers complet mecanizat s-a transformat in ideea unui univers care se auto-organizeaza. Ideea unui univers condus de anumite "legi ale naturii" s-a transformat in ideea ca la nivelul cel mai fundamental totul este inamplator, iar asa zisele "legi ale naturii" nu sunt altceva decat comportamente medii. Ideea unui determinism strict s-a transformat in ideea ca in principiu orice este posibil. Ideea de legi eterne si imuabile s-a transformat in ideea unui univers in perpetua schimbare care isi inventeaza propriile legi si unde, pe masura ce evolueaza si devine din ce in ce mai complex, noi legi apar.
Personajele principale ale acestei mari schimbari de paradigma au fost Ludwig Boltzmannn si Willard Gibbs, inventatorii mecanicii statistice, Charles Darwin, creatorul teoriei evolutioniste, Richard Feynman, care a reformulat mecanica cuantica intr-o maniera Boltzmanniana, si Ilya Prigogine, care a promovat ideea de auto-organizare si a termodinamicii starilor de neechilibru.
Boltzmann si Gibbs 
Boltzmann si Gibbs s-au preocupat cu problema fundamentelor mecanice ale termodinamicii. Ei doreau sa arate ca fenomene precum caldura sau frecarea pot fi intelese dintr-o perspectiva mecanica, gandindu-ne numai la miscarea moleculelor.
La prima vedere, incercarea lor nu avea nici o sansa de reusita: legile mecanii sunt in intregime reversibile, in timp ce termodinamica este ireversibila (lucrurile tind sa-si egalizeze temperaturile si asa raman, nu mai exista cale inapoi). Cum ar putea cineva sa plece de la legi reversibile si sa retina din ele ireversibilitatea fara sa adauge nici un ingredient ireversibil? Multi au argumentat ca acest lucru este pur si simplu absurd.
Cu toate acestea, exista un anumit ingredient particular care nu este ireversibil el in sine, insa care totusi poate genera ireversibilitate: intamplarea. Daca ceva se schimba in mod aleatoriu in mod periodic se poate intampla ca o astfel de modificare sa inverseze o schimbare precedenta, intamplarea nu e in sine ireversibila. Cu toate acestea, este putin probabil ca un asemenea lucru sa se intample, si cu cat sunt facute mai multe schimbari, cu atat devine mai putin probabil sa ajungi inapoi in punctul initial.
Aceasta idee intuitiva a fost demonstrata matematic mai tarziu de catre Einstein. El a rezolvat asa numita problema a betivului. Imaginati-va un betiv care incearca sa se indeparteze de un felinar. Directia in care face fiecare pas este intamplatoare, pentru ca e
beat. Cat de departe de felinar va ajunge dupa N pasi? Raspunsul nu este zero.
Teoria statistica a lui Boltzmannn si Gibbs a mai avut o subtilitate care este de fapt cheia acestei povesti. Pentru a reduce termodinamica la mecanica trebuie facute anumite presupuneri despre cum se misca moleculele. Prin urmare, cineva isi imagineaza cum sunt si cum functioneaza constituentii fundamentali ai materiei, iar apoi foloseste teoria statistica, impreuna cu aceste presupuneri, pentru a face predictii despre cum trebuie sa arate lucrurile la scara mare. Apoi aceste predictii pot fi comparate cu faptele observate.
De ce este acest lucru important? Ideea este ca in acest fel teoria statistica poate fi folosita pentru a verifica daca presupunerile despre constituentii fundamentali sunt sau nu corecte. Inainte de Boltzmannn si Gibbs nu exista aceasta posibilitate. Conform perspectivei anterioare, dezvoltata in filozofie in special de Descartes si Kant, noi trebuie si stim a priori, obtinand de undeva siguranta absoluta, cum sunt constituentii fundamentali.
DarwinImportanta principala a lui Darwin este ca a reusit sa arate ca aparitia structurilor foarte complexe poate fi inteleasa in mod gradual plecand de la structuri foarte simple care treptat, treptat au evoluat spre structuri din ce in ce mai complexe. Lucrurile au evoluat natural de la simplu la complex.
Teoria lui Darwin spune ca viata a evoluat printr-un proces de incercare si eroare. Exista o serie de schimbari mici (variabilitatea), unele dintre ele vor fi folositoare, in timp ce altele vor produce disfunctii; cele functionale se pastreaza si se acumuleaza, pe cand cele disfunctionale nu (acesta este procesul prin care selectia naturala genereaza complexitatea).
FeynmanAtunci cand mecanica cuantica a fost dezvoltata initial de catre Schrdinger, Heisenberg si Dirac, aceasta avea o structura similara mecanicii newtoniene - avea legi. Prima formulare pretindea ca starea particulelor este descrisa de o anumita functie si ca exista o anumita lege (ecuatia lui Schrdinger) care descrie cum evolueaza aceasta functie in timp.
Feynman a inlocuit aceasta perspectiva cu una mult mai in spiritul lui Boltzmannn. El a spus pur si simplu: hai sa luam in considerare toate posibilitatile si sa facem un soi de mediere. Prin urmare, asa cum Boltzmannn si Gibbs au aratat ca legile termodinamicii sunt niste rezultate medii care sunt bazate pe mecanica, Feynman a aratat mai departe ca legile mecanicii insasi sunt niste legi medii care insa nu se mai bazeaza pe nimic. Orice se intampla intr-un experiment este rezultatul unei medieri dupa toate posibilitatile imaginabile. Ideea este sa descoperi cum sa definesti posibilitatile si cum sa faci medierea.
Asadar intrebarea nu mai este "Care sunt constrangerile pe care le impune natura?", ci intrebarea este acum cum sa faci ideea ca totul este posibil cat mai precisa si mai riguroasa. Ce anume este "totul" si ce anume este "posibilul"?
Dupa cum a scris Feynman: "De-a lungul
acestor prelegeri mi-a facut placere sa va arat ca pretul obtinerii unei teorii atat de precise [electrodinamica cuantica] a fost o eroziune a bunului simt. Trebuie sa acceptam o serie de comportamente foarte bizare: amplificarea si eliminarea probabilitatilor, lumina care se reflecta de o oglinda in toate felurile, lumina care merge si altfel decat in linie dreapta, fotonii care merg mai repede sau mai incet decat viteza conventionala a luminii, electronii care merg invers in timp, fotonii care se dezintegreaza spontan in perechi de electroni si pozitroni, si asa mai departe. Trebuie sa facem acest lucru pentru a putea sa apreciem ce face Natura cu adevarat dedesubtul aproape tuturor fenomenelor pe care le observam in lume."
PrigogineMecanica statistica clasica, dezvoltata intr-o teorie riguroasa de catre Gibbs, nu se ocupa decat de situatiile de echilibru. Daca conditiile externe sunt mentinute intr-un anumit fel, sistemul va ajunge in cele din urma in echilibru cu mediul. Gibbs ne spune cum va arata sistemul atunci cand va ajunge la echilibru. Teoria sa nu ne spune insa cum anume va merge sistemul catre punctul de echilibru sau ce se intampla daca conditiile externe sunt in permanenta schimbare. Aceste probleme nu sunt pe deplin rezolvate nici astazi. (Merita mentionat ca ideea aparitiei ordinii din haos a fost introdusa de catre Schrdinger in cartea sa
Ce este viata?.)
Prigogine a fost unul dintre cei mai importanti oameni de stiinta care a sutinut si a dezvoltat ideea auto-organizarii. Ideea de baza a lui Prigogine este ca lucrurile se organizeaza pentru ca nu sunt in echilibru cu mediul extern, iar organizarea lor este un mijloc prin care se ajunge la echilibru mai repede.
Imaginea aceasta infatiseaza un exemplu clasic de auto-organizare. Motivul pentru care lichidul din dreapta s-a organizat este ca aceasta miscare organizata a moleculelor permite caldurii sa ajunga mai repede din partea fierbinte de jos in partea rece de sus (grabind deci procesul prin care se ajunge la egalizarea temperaturilor). Prin urmare, organizarea locala este un mijloc prin care se ajunge mai repede la o dezorganizare globala.
Aceasta idee s-ar putea sa nu fie intreaga poveste a auto-organizarii (ci sa fie doar un caz particular de auto-organizare). Dupa cum scriam cu alta ocazie: "Lucrurile in general nu tind nici catre complexitate nici catre simplitate, ci tind catre o diversitate si o dezordine din ce in ce mai mare. Dezordinea poate fi obtinuta pe de o parte prin descompunerea structurilor organizate si astfel obtinand o mare diversitate de structuri simple. In mod similar insa, dezordinea poate fi obtinuta combinand structurile simple in structuri complexe si obtinand astfel o diversitate mult mai mare de comportamente, deoarece structurile complexe manifesta comportamente mult mai haotice si mai diverse decat fiecare din componentele lor.
Pentru multa vreme, fizicienii specializati in termodinamica s-au preocupat in special de aspectul static - tratat de termodinamica sistemelor aflate in echilibru - si astfel observau numai tendinta catre descompunere. Insa, in ultimele decenii, ei s-au ocupat din ce in ce mai mult si de aspectul dinamic al problemei - termodinamica sistemelor care sunt in afara echilibrului - si au inceput sa studieze din ce in ce mai detaliat efectul crearii complexitatii (sau al cresterii informatiei - cum mai este numit)."
Si de ce tinde lumea in general catre o tot mai mare diversitate si dezordine? Tocmai pentru ca la nivelul sau cel mai fundamental ea este in intregime aleatoare. Acest lucru nu inseamna ca nu exista nici un fel de regularitati in natura, ci inseamna ca toate aceste regularitati nu sunt decat comportamente medii (cele mai des intalnite).
ConcluzieNu exista o concluzie inca. Stiinta auto-organizarii nu este inca dezvoltata in intregime. Cu toate acestea, perspectiva materialista asupra lumii a suferit deja o schimbare radicala. Nu mai este dominata de ideea unei masinarii deterministe si nici nu mai este incompatibila cu valorile umaniste precum creativitatea, noutatea sau libertatea.
Picture credits: Feynman picture (Caltech)RESURSEOriginea vietiiRezolvand dilema lui DarwinIl contrazic lebedele pe Darwin?Teleportarea cuantica - misterul artificialChiar exista moartea?Ce este ergodicitatea?
Find us on Google+
