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.
Corespondența (c) dintre mulțimea mesajelor (M) și mulțimea informațiilor (I) este o aplicație c : M → I, numită regulă de interpretare, iar, uneori, cifru sau cheie.
Limba este un mijloc esențial de exprimare a gândirii, de fixare a ideilor și de comunicare între oameni. Cunoașterea unei limbi înseamnă cunoașterea regulii de interpretare a mesajelor scrise sau enunțate prin cuvinte.
Procesul comunicării se poate reprezenta schematic, astfel:
mesaj emițător → codificare → semnal → decodificare → mesaj receptor.
O analiză profundă a semnificației unei limbi ca mijloc de comunicare se face în cadrul semioticii (gr. semeiotike -“semn”), disciplină care se ocupă cu studiul general al semnelor. Semiotica, numită și semiologie, cuprinde trei părți principale:
* semantica – pune în evidență relațiile dintre semne și obiectele desemnate;
* sintaxa – cercetează raporturile dintre semne în construcțiile formale;
* pragmatica – analizează modul în care omul înțelege și folosește semnele.
Ferdinand de Saussure, autorul “Cursului de lingvistică generală”, afirmă: “Limba este un sistem ai cărui termeni sunt solidari și în care valoarea unuia din termeni rezultă din prezența simultană a celorlalți ”. În procesul de semnificare (semiosis), specialiștii fac distincție între obiectul sau entitatea desemnată (referentul sau denotatul), semnificația sau informația transmisă (sensul), elementul material prin care se redă semnificația (semnul – vehicul), precum și subiectul logic sau interpretul care ține seama de semn și de semnificația sa în cursul comunicării. Utilizarea limbii de către diverși subiecți, capabili să comunice oral sau în scris, constituie limbajul, care, după Pavlov, reprezintă cel de-al doilea sistem de semnalizare.
În istoria comunicațiilor se pot menționa două etape importante, și anume inventarea tiparului în 1440 de către Gutenberg, dar mai ales, apariția relativ recentă a Internetului, tehnologie care permite schimbul de informații la scară planetară. Spre deosebire de limbajele umane, caracterizate printr-o mare bogăție de semnificații, în tehnica de calcul se utilizează limbajele de programare, alcătuite după reguli precise care nu admit interpretări nuanțate.
Primul pas în elaborarea teoriei informaţiei (disciplină care studiază producerea, transmisia, prelucrarea şi stocarea informaţiei) a fost făcut în anul 1927 de către R. Hartley, prin studiile sale referitoare la posibilităţile de cuantificare a informaţiei.
Însă, bazele teoriei informaţiei au fost puse de către C.E.Shannon, prin publicarea în 1948 a lucrării “O teorie matematică a comunicaţiei”, în care a definit o măsură a informaţiei şi a analizat transmiterea informației prin canalele de comunicaţie, oferind unele soluţii pentru reducerea perturbaţiilor care afectează mesajele transmise.
Între informaţie şi nedeterminare există o legătură directă. Un experiment conţine informaţie atunci când nu este cunoscut aprioric (dinainte), iar rezultatul obţinut înlătură o anumită nedeterminare. 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 centrat pe o valoare dată a energiei sistemului. Acest număr, deși nu are semnificația de probabilitate matematică, a fost denumit probabilitate termodinamică sau pondere statistică a stării macroscopice.
În istoria științei, există diverse opinii despre granițele cunoașterii Existenței de către om, de la determinism la impredictibilitate. Determinismul este o concepție introdusă de Newton și promovată de Laplace, care consideră că starea unui sistem poate fi cunoscută la orice moment, atunci când sunt cunoscute condițiile inițiale și legea de evoluție. Atât legile mecanicii clasice, cât și legile mecanicii analitice permit la viteze relativ mici predictibilitatea comportamentului unor sisteme macroscopice, atunci când modelul fizic este riguros și există metode matematice pentru rezolvarea exactă a ecuațiilor diferențiale corespunzătoare. De exemplu, mișcarea a două puncte materiale care interacționează gravitațional poate fi determinată cu precizie, însă nu se cunoaște în prezent o metodă exactă pentru rezolvarea ecuațiilor diferențiale pentru un sistem de trei sau mai multe particule care interacționează gravitațional. În prezent, pentru a depăși această dificultate, se utilizează rezolvarea numerică pe calculator, care conduce la rezultate aproximative.
Încercarea matematicianului Feigenbaum de a rezolva pe calculator o ecuație neliniară aproximată printr-o relațea de recurență a condus la un comportament, denumit “haos determinist”, în care predicția este dificilă. 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 aplicat unei funcții 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 articol 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.
Pentru mai multe informații, cei interesați pot accesa link-urile următoare:
forum.portal.edu.ro/index.php?act=Attach&type=post&id=2712563
vasiletudor6.academia.edu/.
Bibliografie
1. Bodnariuc N., Biologie generală, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1979
2. Enescu Gh., Fundamentele logice ale gândirii, Ed. Științifică şi Enciclopedică, București,
1980
3. Mihoc Gh., Micu N., Teoria probabilităţilor şi statistică matematică, Ed. Didactică şi
Pedagogică, Bucureşti, 1980
4. Miloșescu M., Tehnologia informației și a comunicațiilor, Ed. Didactică şi Pedagogică,
Bucureşti, 2006
5. Rusu O., Dinică L., Trăistaru C., Gavrilă C., Fizică, Editura Corint, București, 2006
6. Tudor V., Alma Lux, Ed. Agora, Călăraşi, 2001
7. Tudor V., Teoria dipolilor vortex, Simpozionul Internaţional „Universul Ştiinţelor”, 2015