Cunoaștere și comunicare

Prin intermediul organelor de simț, omul primește diverse  informații despre Existență, pe care le procesează prin mecanisme psihice pentru a acționa conștient și a se adapta la condițiile din mediul socio-cultural în care trăiește.
  Procesele psihice conştiente presupun reflectarea cu înţeles, orientarea către un scop sau finalitate, construcţie creativă sau proiectivitate. Pe lângă nivelul conștient al psihicului, stările afective, imaginația și creativitatea  implică într-o anumită măsură și  nivelele subconștient și inconștient.
Cunoașterea umană avansează prin diferite forme și metode cognitive: generale, particulare și singulare, calitative și cantitative, empirice și teoretice, întemeiate pe un suport bogat de noțiuni, concepte și inferențe logice. Cert este că numai prin antrenarea întregii activităţi psihice (senzaţii, percepţii, reprezentări, memorie, afectivitate, imaginaţie, gândire, creativitate)  reflectarea capătă semnificaţie şi devine trăsătura dominantă a omului.
  Aptitudinile   caracterizează    latura   instrumental - operaţională    a  personalităţii, organizată în sisteme  operaţionale  superior dezvoltate, relativ  stabile, care  mijlocesc  performanţe  deasupra  mediei  în  activitatea teoretică, tehnico-aplicativă, organizatorică, artistică sau sportivă.
  Prin fuzionarea şi combinarea specifică a aptitudinilor, se  ajunge la talent  în  măsura în care permit realizarea  de  produse originale cu o înaltă cotă de creativitate.
  Aptitudinile sunt  condiţionate  de zestrea ereditară dar şi de mediul educaţional în care se dezvoltă individul. Ele sunt diversificate şi marchează profund destinul fiinţei umane, deoarece fiecare om porneşte în viaţă cu o zestre ereditară singulară şi străbate o  traiectorie  socio-culturală specifică.
Inteligenţa  poate fi privită ca un sistem unitar şi armonios de aptitudini care se manifestă prin mecanisme de asimilare şi adaptare de natură funcţională dar mai ales prin inovare şi creativitate. 
După  Horward Gardner,  autorul lucrării “Frames of Mind:The Theory of Multiple Intelligences”, inteligenţa reprezintă “abilitatea omului de a-şi rezolva problemele în viaţă sau de a crea produse care sunt valorizate în unul sau mai multe contexte  culturale”, iar celebrul savant Stephen Hawking afirmă: “Inteligența reprezintă capacitatea de a  te adapta  la  schimbări ”.
    Înțelegerea pe deplin a ființei umane  necesită raportarea la cele trei ipostaze ale sale:
▪ subiect epistemic (homo sapiens) - al cunoașterii, care asimilează și procesează informații despre sine și despre realitatea înconjurătoare;
▪ subiect pragmatic (homo faber) -  al acțiunii, care transformă lumea și tinde să o stăpânească;
▪ subiect axiologic (homo valens) -  purtător și creator de valori, care dau sens acțiunilor sale.
  Esența omului se manifestă prin  conștiința sa, care îi permite să înțeleagă structurile  și fenomenele din realitatea obiectivă prin receptarea de informații, procesarea acestora și adoptarea unor decizii pentru transformarea mediului ambiant conform unor scopuri și idealuri.
  S-ar putea crede că noțiunea de informație se reduce la cea de  mesaj despre evenimentele legate de un sistem oarecare (fizic, biologic, social etc.), care permite determinarea stării sale reale dintr-o multitudine de stări posibile. Însă, după unii specialiști, noțiunile de informație și mesaj sunt noțiuni primare, adică nedefinibile prin alte noțiuni. Un argument în acest sens îl constituie faptul că același mesaj poate fi interpretat diferit de persoane diferite.
    
  Se poate afirma că între noțiunile de informație  și probabilitate  există legături profunde, așa cum se constată  în dezvoltarea științei.

    Realitatea obiectivă se manifestă  printr-o conexiune complexă de procese și fenomene, fiind structurată pe diverse nivele de organizare, de la microcosmos, la macrocosmos și megacosmos, imposibil de abordat sub toate aspectele mai mult sau mai puțin semnificative.
  La început,  cercetarea științifică  a explorat cu precădere  realitatea prin analiza separată  a părților  componente și a încercat  apoi prin sinteză să explice comportamentul ansamblurilor organizate. 
  Un salt calitativ în istoria  științei a fost abordarea sistemică a realității prin recunoașterea influenței întregului asupra părților componente.  
Teoria generală a sistemelor  a fost initiată de Ludwig von Bertalanffy prin considerarea ansamblurilor organizate de elemente (fără să intereseze natura acestora), care au  proprietăți diferite față de cele ale părților componente.
  Sistemul este definit ca un ansamblu  de  elemente interdependente care se comportă ca un întreg cu proprietăți distincte de cele ale părților componente.
   În prefața la volumul “Sisteme în științe sociale”, M. Malița afirmă:  “Prin proprietatea de ierarhizare înțelegem capacitatea unui sistem  de a fi în același timp suprasistem pentru părțile sale și subsistem în componența  altor sisteme”.
  După modul de interacțiune cu mediul exterior, se pot menționa trei categorii importante:
- sisteme materiale cu organizare internă invariantă;
- sisteme adaptive a căror organizare internă se adaptează la condițiile mediului exterior; 
- sisteme inventive care își schimbă organizarea internă pentru a atinge un optim funcțional.
  Comportarea sistemelor poate fi constantă în timp (sisteme staționare) sau variabilă în timp (sisteme dinamice), poate fi precizată în timp (sisteme deterministe) sau se poate modifica întâmplător (sisteme aleatoare).
   Un rol important în tehnică îl au sistemele cibernetice, care au capacitatea de a-și regla funcționarea prin mecanisme proprii, conform unor obiective prestabilite.
   Cibernetica a fost inițiată în anul 1931 de către H. S. Black și fundamentată de către  savantul american Norbert Wiener, care a publicat în 1948 lucrarea “Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine”.
  Analogia dintre om și unele mașini complexe are la bază proprietatea comună de autoreglare,  care constă în obținerea unei stări de echilibru între mărimile de intrare și cele de ieșire prin realizarea conexiunii inverse (feedback).
  O descriere interesantă a organismelor vii aparține lui N. Botnariuc, care afirmă: “sistemele biologice sunt sisteme  deschise, informaționale care, datorită organizării lor, au capacitatea de autoconservare,  autoreproducere, autoreglare și autodezvoltare;  ele au un comportament antientropic și finalizat, care le asigură stabilitatea în relațiile lor cu alte sisteme”.
  Dezvoltarea sistemelor biologice este rezultatul interacțiunii dintre ereditate și mediul în care trăiesc.  La nivel molecular, informația genetică este codificată biochimic prin intermediul acizilor nucleici (ADN,  ARN).  În procesul de sinteză a proteinelor, informația genetică din moleculele de ADN este transferată inițial într-o macromoleculă de ARN mesager, prin mecanismul de transcripție,  după care este decodificată  și transformată într-o secvență de aminoacizi  prin mecanismul de translație.
   Având în vedere complexitatea sistemelor din natură și societate, în cercetarea teoretică și aplicativă se utilizează procedeul modelării, care presupune  schematizarea realității după anumite criterii bine alese. 
  În acțiunea de modelare se utilizează diverse metode  cognitive, precum: echivalența, analogia, similitudinea etc.
  Modelul este deosebit de util pentru studiul unor structuri și fenomene, deoarece oferă o imagine simplificată, posibil de analizat, prin selectarea aspectelor esențiale și neglijarea celor nesemnificative.
  Experimentarea pe model se poate face atât  direct, cât și prin simulare numerică pe calculator.  Concluziile desprinse din analiza modelului au caracter probabilistic  în privința adevărului, cu mențiunea că șansa de a obține informații corecte crește pe măsură ce relațiile de similitudine structurală și funcțională dintre sistem  și modelul corespunzător  include un număr cât mai mare de aspecte esențiale.
  În concepția lui Bennedetto Croce, “cunoașterea are două forme: este sau cunoaștere intuitivă, sau cunoaștere logică;  cunoaștere prin imaginație, sau prin intelect; cunoașterea individualului, sau cunoașterea universalului; a lucrurilor considerate fiecare în parte sau cunoașterea relațiilor lor; ea este, în sfârșit, sau producătoare de imagini, sau producătoare de concepte ”.
  Un salt calitativ în raportarea omului la Existență l-a avut  dialectica, termen care are o semnificație multiplă:
- în accepția ontologică desemnează o concepție generală despre mecanismele devenirii Existenței;
- în accepția epistemologică reprezintă o teorie generală a cunoașterii;
- în accepția metodologică este un instrument general de organizare și evaluare a cercetării în diverse domenii.
  Spre deosebire de metafizică, viziune perimată care prezintă   sistemele și fenomenele fără legături între ele și lipsite de contradicții interne, dialectica ia în considerare diversitatea calitativă, interdependența și interacțiunea sistemelor din perspectiva unor legități fundamentale, mai precis: unitatea și opoziția contrariilor, trecerea schimbărilor cantitative în schimbări calitative și negarea negației. 
  Este cunoscut că, în istoria științei, mecanica newtoniană  a reprezentat o etapă importantă, însă la viteze apropiate de viteza luminii în vid și în domeniul microcosmosului își pierde valabilitatea, fiind înlocuită în aceste cazuri  de teoria relativității, respectiv de teoria cuantică.
  Referitor la procesul evolutiv al științei, filosoful Karl  Popper a formulat două criterii raționale de progres, și anume:
a) “pentru ca o nouă teorie să constituie o descoperire sau un pas înainte, ea trebuie să intre în conflict cu predecesoara ei; adică, ea trebuie să ducă cel puțin la unele rezultate care o contrazic”;
b) “o nouă teorie, oricât de revoluționară, trebuie întotdeauna să fie capabilă să explice complet succesul predecesoarei ei; în toate acele cazuri în care predecesoarea ei a avut succes, ea trebuie să producă rezultate la fel de bune ca cele ale predecesoarei  și,  dacă este posibil, mai bune”.
  Contrariile apar ca laturi sau tendințe interne opuse ale sistemelor, care coexistă, dar se exclud reciproc, fiind cauzele devenirii Existenței.
  Pentru exemplificare, este suficient să amintim că materia se prezintă ca unitate a continuului și discontinuului, în organismele vii predomină două procese fundamentale opuse (asimilația și dezasimilația),  activitatea  psihică este rezultatul excitației și inhibiției, nașterea și moartea se repetă necontenit în manifestarea și devenirea vieții, iar la nivelul microcosmosului, mișcarea  microparticulelor este descrisă  în dialectica undă-corpuscul, traiectoria pierzându-și semnificația din mecanica clasică.
   În cadrul mecanicii cuantice, comportamentul  microparticulelor se exprimă în termeni de probabilitate și mediere statistică, pătratul amplitudinii funcției de undă normate fiind egal cu probabilitatea de localizare a microparticulelor  în unitatea de volum din spațiul configurațiilor, iar valoarea medie a unei mărimi fizice coincide cu valoarea medie a operatorului asociat.
  În fizica statistică, pe lângă probabilitatea matematică , s-a introdus noțiunea de probabilitate termodinamică , care permite analiza sistemelor termodinamice pe baza analizei mișcării particulelor componente.
  Fizica statistică stabilește relații între parametrii macroscopici și cei microscopici  ai sistemelor termodinamice formate dintr-un număr foarte mare de particule, mai precis,  mărimile fizice macroscopice se obțin prin medierea statistică a efectelor produse de mărimile microscopice corespunzătoare particulelor componente. 
O stare macroscopică a unui sistem termodinamic este realizată prin diverse microstări, caracterizate prin coordonatele şi impulsurile generalizate ale particulelor componente.
  Totalitatea microstărilor compatibile cu o stare macroscopică dată formează un colectiv statistic sau un ansamblu virtual.
  Datorită numărului mare de particule, cunoaşterea completă a unei microstări este practic imposibilă, mai ales că acestea se schimbă de la un moment de timp la altul, fără ca macrostarea să sufere vreo transformare.   Însă  localizarea  cu precizie în spațiul fazelor a fiecărei  stări microscopice nu este  necesară în fizica statistică, deoarece în demersul cognitiv interesează doar numărul de microstări corespunzătoare unei stări macroscopice care are energia cuprinsă în intervalul infinitezimal  [W,  W + dW0].  Acest număr, deși nu are semnificația de probabilitate matematică, a fost denumit probabilitate termodinamică  sau pondere statistică a stării macroscopice, fiind notat cu  Ω(W, N,V, X), unde  W, N, V și X au semnificația de energie, număr de particule, volum, respectiv alte mărimi macroscopice  care exprimă interacțiunea sistemului cu câmpuri  de forță, ca de exemplu, intensitatea câmpului electric.
  În ipoteza că toate  microstările unui sistem termodinamic izolat sunt la fel de probabile, se deduce că probabilitatea  ca sistemul să se afle într-o macrostare (W, N,V, X), este proporțional cu ponderea statistică  Ω(W, N,V, X). 
   Starea de echilibru a unui sistem termodinamic a fost introdusă prin următorul postulat: dacă parametrii W, N, V sunt fixați, atunci starea de echilibru corespunde la acea valoare a lui X pentru care ponderea statistică atinge valoarea maximă.
  Pe  baza constatării  că un sistem  termodinamic evoluează de la sine dintr-o  stare dată  într-o stare în care entropia  S  și probabilitatea termodinamică  Ω  au valori maxime,  s-a dedus relația lui Boltzmann,    S = k•ln Ω (W, N,V, X),  unde k este  constanta lui Boltzmann. 
Gibbs a analizat  posibilitatea studiului evoluţiei sistemului în timp prin analiza în spaţiul fazelor a ansamblului virtual, întrucât conform ipotezei ergodice, medierea temporală este echivalentă în acest caz cu medierea spaţială.
    
  Soluţionarea unor probleme de termodinamică se poate face pe baza unui ciclu fictiv care să modeleze procesele reale, însă este mult mai comodă analiza făcută pe baza  funcţiilor caracteristice, numite și potenţiale termodinamice, care sunt mărimi fizice de stare, având următoarele proprietăţi:

-derivatele parţiale ale  funcţiei caracteristice în raport cu variabilele independente dau celelalte variabile termodinamice ale sistemului;
-în transformările reversibile, descreşterea funcţiei caracteristice  este egală cu lucrul mecanic util efectuat de sistem, mai precis, cu diferenţa dintre lucrul mecanic total şi lucrul mecanic de variaţie a volumului;
- condițiile de echilibru ale sistemului termodinamic corespund valorilor de extrem ale funcţiilor caracteristice corespunzătoare,  pentru care variabilele de stare rămân constante.
     Având în vedere că termodinamica clasică se ocupă în special de procesele cvasistatice și de stările de echilibru ale sistemelor închise, a fost necesară extinderea acesteia la termodinamica proceselor irevesibile care au loc în sisteme deschise, disciplină care s-a dezvoltat prin contribuția unor fizicieni iluștri precum: Prigogine,  De Donder,  De Fay,  De Grot etc.
   Termodinamica proceselor ireversibile se bazează pe noțiunea de echilibru local, ceea ce permite generalizarea variației entalpiei la procese ireversibile.
   Variația entalpiei pentru un sistem închis se poate pune sub forma dH =dQ +Vdp, iar pentru un sistem deschis devine  dH =dΨ +Vdp, unde dΨ este fluxul infinitezimal de energie, datorat  atât transferului de căldură, cât și schimbului de substanță dintre sistem și mediul exterior.
   
 Rezultatele surprinzătoare obținute au permis introducerea în știință a teoriei haosului, concepție care abordează dinamica sistemelor descrise prin ecuații diferențiale neliniare.
Teoria haosului reprezintă o provocare pentu fizicieni, pentru că un sistem macroscopic cu un număr mic de grade de libertate poate avea un comportament haotic,  fiind  sensibil la condiții inițiale apropiate, deși ecuațiile de mișcare sunt deterministe.
  Haosul determinist are altă semnificație decât noțiunea de haos molecular concepută la sfârșitul secolului al XIX-lea de către Ludwig  Boltzmann.
  O măsură a haosului molecular este entropia  introdusă de Rudolf Clausius, care ia valori maxime în stările de echilibru ale unui sistem termodinamic, altfel spus, maximizarea entropiei în stările macroscopice de echilibru  înseamnă minimizarea cunoștințelor despre  comportamentul sistemului la nivel microscopic - în care numărul gradelor de libertate este foarte mare.
   Un sistem termodinamic,  aflat în apropierea stărilor de echilibru,  poate evolua pe un ciclu limită relativ stabil, iar, dacă se află departe de stările de echilibru, este instabil, fiind sensibil la mici influențe exterioare.  Tranzițiile de fază ale sistemelor termodinamice sunt exemple de trecere de la un regim de evoluție la altul prin variații mici ale condițiilor exterioare.
  Formal, orice sistem fizic poate fi descris  printr-un sistem de ecuații diferențiale, cu mențiunea că sistemele  de ecuații  liniare admit o rezolvare exactă, iar cele neliniare pot fi  rezolvate doar prin metode aproximative. Altfel spus, sistemele dinamice liniare sunt deterministe, iar sistemele dinamice neliniare  pot avea o comportare haotică, evoluția acestora fiind uneori impredictibilă.
   Este meritul lui Poincaré  de a fi inițiat teoria sistemelor dinamice, care are la bază următoarele noțiuni: spațiul fazelor, atractori, bazine de atracție, portret de fază, repulsori.
  Spațiul fazelor este un spațiu multidimensional  având ca dimensiuni coordonatele și derivatele acestora, în care atractorul reprezintă setul de puncte spre care tinde să evolueze  sistemul,  iar bazinul atractorului este definit prin mulțimea stărilor inițiale din care sistemul dinamic evoluează către zona atractoare.
  Spre deosebire de sistemele dinamice liniare care  evoluează spre atractori clasici (un punct, un cerc, o elipsă etc.), sistemele dinamice neliniare pot avea o evoluție impredictibilă.
   În cazul  sistemelor  dinamice liniare, atractorul poate fi static sau periodic, după cum sistemul tinde  către un punct limită, respectiv evoluează către un ciclu limită.
Un sistem poate avea mai mulți atractori, zonele dintre bazinele acestora fiind denumite zone separatoare.
   Fiecărei stări inițiale din spațiul fazelor îi corespunde o singură traiectorie, iar mulțimea acestora formează portretul de fază al sistemului.
   În anumite situații,  există stări inițiale, numite repulsoare,  din care sistemul părăsește  spațiul fazelor. Sistemele dinamice neliniare pot evolua către atractori stranii, care conduc la traiectorii impredictibile în spațiul fazelor.
    Abordarea haosului determinist se rezumă la identificarea configurației bazinelor și atractorilor spre care tinde sistemul.
  O aplicație interesantă pentru prognoza seismelor este abordarea teoriei tectonicii plăcilor scoarței terestre, bazată pe identificarea amprentei fiecărei zone seismice din lume prin analiza permanentă în spațiul fazelor a semnalelor  seismice.  Academicianul Florin Munteanu, directorul Centrului pentru Studii Complexe, susține ideea constituirii  unui spațiu abstract al fazelor și pentru zona seismică Vrancea din România.
  Structuri și fenomene complexe, precum plăcile tectonice, țărmurile, valurile sau descărcările electrice , deși au un aspect neregulat,  pot fi reprezentate sugestiv în geometria fractală.
Geometria fractală, concepută de matematicianul Benoid Mandelbrot și dezvoltată de Michel Barsley și  John Elton, face trimitere la posibilitatea descrierii structurilor și fenomenelor cu proprietăți de autosimilaritate după un algoritm, orice imagine putând fi reprezentată cu ajutorul unor fractali.
   Este dificil de  prezentat  o definiție riguroasă pentru noțiunea de fractal, dar semnificația acestuia poate fi dedusă din  proprietățile structurale următoare:
- are o structură fină ale cărei detalii se regăsesc la toate scările;
- prezintă neregularitate care este dificil de exprimat în cadrul geometriei euclidiene;
-dimensiunea fractală este mai mare decât dimensiunea topologică.
  În termeni matematici, fractalii  pot  fi generați  iterativ printr-un algoritm, aplicați unei funcții, de exemplu, xn+1= 3xn +2,  cu x0 = 1, sau pot fi generați recursiv prin repetarea unor forme geometrice, așa cum se procedează cu fractalul van Koch sau fractalul Sierspinski.
  Gradul de de neregularitate și de fragmentare a unei structuri fractale formată din N elemente este definit prin relația D = log N/log k , unde k =1/r este este factorul de micșorare.   Pentru fractalul  Koch,  D = log 4/log 3,  iar pentru fractalul Sierspinski, D = log 3/log 2.
  Teoria complexității reprezintă o provocare pentru modelarea și simularea  sistemelor complexe, care evoluează departe de starea de echilibru, la marginea haosului, într-o stare critică bazată pe  istoria unor evenimente imprevizibile și neașteptate.
  O cale de abordare  a sistemelor complexe este teoria rețelelor care deplasează  accentul pe modul în care relațiile dintre părțile componente generează comportamentul colectiv al sistemului și felul în care acesta se relaționează cu mediul exterior.
  După D. Colander, spre deosebire de haosul determinist, care este rezultatul unui număr relativ mic de interacțiuni neliniare, comportamentul complex presupune un număr mare de relații dinamice având ca numitor comun istoria acestora.
  Friedrich Hayek,  laureat al  premiului Nobel, face distincție între posibilitatea de a folosi modele pentru a prezice comportamentul sistemelor simple și modelarea fenomenelor complexe, care permite doar presupuneri de model.
   Pe de altă parte, spre deosebire de teoria algoritmilor, care oferă soluții la o problemă în limitele unor resurse,  teoria complexității arată ce lucruri nu pot fi făcute atunci când resursele sunt insuficiente.
  În concluzie, prezentarea în acest capitol a unor repere ale evoluției cunoașterii și comunicării informațiilor, pune în evidență dialectica  dintre determinism și probabilitate, obiectiv și subiectiv, armonie și dezordine, posibilitate și actualitate etc. Menirea ființei umane este descifrarea enigmelor Existenței prin adevăruri relative din ce în ce mai riguroase.