In science it often happens that scientists say, ‘You know that’s a really good argument; my position is mistaken,’ and then they would actually change their minds and you never hear that old view from them again. They really do it. It doesn’t happen as often as it should, because scientists are human and change is sometimes painful. But it happens every day. I cannot recall the last time something like that happened in politics or religion.

(1987) – Carl Sagan

Interactionam permanent cu universul cunoscut noua, zilnic schimbam informatii cu el atat in plan individual cat si in planul societatii planetare din care facem parte. Analizam curentul de date ce ne invadeaza pe baza sistemului referential guvernat de legi fizice elaborate empiric individual si societal.Copilul invata la varsta frageda sa sorteze experientele senzoriale indrumat si incadrat de patronajul parintilor,mostenind dogmele lor sau in cel mai fericit caz cladind propriul sistem de reguli si valori. Societatea prin sistemele educationale laice/religioase continua apoi la alt nivel ajustarea tanarului in patul lui Procust ideatic si conceptual.

In scurta istorie cunoscuta si documentata a omenirii sistemele fizice teoretice ce stau la baza realitatii perceptibile empiric au cunoscut diverse etape de dezvoltare ,traduse prin norme si dogme  : Ptolemeu, Galileo,Newton,Einstein au furnizat repere de schimbare a paradigmei stiintifice in civilizatia europeana. Vechile civilizatii orientale au avut si ele puncte de cotitura asemanatoare la alte interval de timp insa , generand curente originale de gandire analizate cu atentie si astazi.

Puterea de a iesi din vechile tipare caracterizeaza natura umana, intotdeauna va exista o minoritate stiintifica organizata sau nu intr-un think tank ce va incerca sa puna la indoiala sistemul clasic de gindire , mutand volens-nolens granitele referentialului fizic spre o noua intelegere a Universului. Dezbaterea noilor idei si concepte se poate concretiza la final intr-un sistem fizic alternativ, asimilat de obicei unui univers paralel cu cel unanim acceptat.

SF-ul sau anticipatia stiintifica reprezinta  unealta potrivita pentru a exersa schimbarea paradigmei, prezentand avantaje majore in comparative cu fizica teoretica speculativa . In cazul acesteia din urma validarea unui nou model presupune elaborarea unui aparat matematic(sistem de ecuatii) care sa-l sustina. In anticipatia stiintifica noul sistem poate fi prezentat cu un minimum de ipoteze de lucru , aparatul matematic luand nastere ulterior , in cazul in care conceptul nou propus merita atentie.

Referentialul creatiilor SF ce propun sisteme fizice alternative in universul lor nu este foarte vast in subgenul cunoscut drept Hard SF , dificultatea sustinerii stiintifice a unui concept cu totul nou dovedindu-se evidenta, mai facila fiind generarea pe banda rulanta a unor povesti de tip Star Wars ,cu printese , cavaleri si extraterestri simpatici navigand cu viteze superluminice prin galaxii indepartate, in nave cu motoare warp inventate de altii. Putem aminti totusi cateva romane ce constituie repere pentru orice cititor avizat :

• Star Maker – Olaf Stapledon-1937 – mitul creatorului de universuri ,al unui supermind ,echivalentul lui Q din Star Trek Next Generation (fara componenta sa ludica insa), expus in cheie filozofica, partea de fizica teoretica fiind subtil inserata ,calatoria spre centrul universului si interactiunea cu Creatorul fiind facuta prin puterea mintii naratorului.
• Diaspora – Greg Egan -1997 – prezinta o teorie fizica inventata de autor ( teoria Kozuch) pe baza ei particulele elementare sunt ancorate in 6 dimensiuni iar manipularea lor permite deschiderea unor gauri de vierme ce fac posibile calatorii la marginea Universului cunoscut .Descendentii umanitatii,beneficiari ai acestei noi fizici, se impart in mai multe subspecii de factura transhumanista (fleshers,gleisners si citizens – ultimii avand existenta doar in megasisteme informatice- polisuri- dupa ce mintea lor a fost incarcata in sistem prin up-loading).
• Dichronauts – Greg Egan -2017 – universul imaginat are doar doua dimensiuni ( axele X si Y) dar are in schimb 2 axe temporale ( u si t ) iar miscarea unui obiect poate fi descrisa de ecuatia :

x² + y² – t² – u² < 0. Personajele principale sunt 2 indivizi  bidimensionali (walker si sider) ce au nevoie de asociere simbiotica deoarece unul percepe inainte-inapoi iar celalalt stanga-dreapta.

(dupa Greg Egan-2017)

Numele de dichronauti se traduce prin calatori in 2 timpuri. In universul nostru tridimensional (axele x,y,z) axa timpului este unica iar miscarea este definita de velocitate. Limitarea vine in sensul vitezei de deplasare,ea va tinde spre a egala viteza luminii dar nu o va putea atinge.

In universul bidimensional  imaginat de scriitorul australian  rotatia in planul z este imposibila iar  pe masura ce se apropie de viteza luminii obiectul isi va pierde o dimensiune si va rezulta o linie dreapta infinita.In schimb cele 2 axe temporale sunt accesibile in mod natural fiintelor ce populeaza acest taram.

Cu totul altfel stau lucrurile in cazul subgenului Hard Fantasy in care avem exemple notabile de povestiri si romane ce fac referire la universuri alternative guvernate de legi fizice exotice, lipsite de constrangerile realitatii prozaice.

Cateva exemple cu valoare literara intrinseca merita mentionate :

• Celestial Matters – romanul lui Richard Garfinkle aparut in 1996 creeaza un univers guvernat de geocentrismul ptolemeic si fizica lui Aristotel combinate cu gandirea antica chineza .Pamantul se afla in centrul Universului ,Soarele si planetele sistemului solar se invart in jurul lui iar stelele sunt corpuri eterice prinse intr-o sfera exterioara . Invatatii lumii alternative propuse de Garfinkle folosesc formele de energie elementara : apa,aer,foc,pamint in Liga Deliana (similara ca organizare Greciei antice) sau apa,aer,foc,metal ,lemn in Imperiul de Mijloc,expozant al culturii antice orientale . Lumea se afla intr-un razboi global,cele doua mari puteri dominante mentionate avand rol decisiv.

Un echipaj Delian, format predominant din oameni de stiinta incearca sa zboare pana la Soare intr-o nava faurita din roca lunara si sa aduca o bucata din astru pe care sa o foloseasca ca pe o bomba menita sa distruga capitala Imperiului de Mijloc. Inteligenta si intelepciunea membrilor echipajului vor opri pana la urma misiunea distructiva, gasind o solutie pasnica la conflictul ce dura deja de un mileniu. Paralelele cu Razboiul Rece din secolul XX si cursa continua a inarmarilor (bomba cu hidrogen) sunt evidente, prilej pentru autor sa-si etaleze convigerile pacifiste.

• Inne pieśni (Other Songs) – roman scris de autorul polonez Jacek Dukaj ,aparut in 2003 si premiat de Asociatia scriitorilor de SF din Polonia in acelasi an. Prezinta un univers structurat pe metafizica lui Aristotel si cateva din ideile filosofice ale lui Hegel. Universul nu este format din atomi ci din cele 5 elemente , proportia acestora in materie fiind data de Forma (Morphe) . Forma ordoneaza Materia iar Forma este influentata de mintea umana prin Anthos (aura) ,ce poate structura Universul inconjurator. Astfel lumea lui Dukaj este dominata de cativa conducatori ( Kratistos) ,ce prin puterea mintii (aura) creeaza/recreeaza cate un regat ,cu particularitati (plante,animale,forme de relief) ce poarta semnatura fiecarui despot luminat.Razboiul se poarta de fapt intre mintile conducatorilor ,invingatorul va transforma lumile cucerite modificand fiintele vii ce le compun fara sa le ucida.

Exemplificarile de mai sus ne ajuta sa aprofundam discutia privitoare la sisteme complexe si teoriile ce stau la baza existentei lor. Intr-o lucrare exhaustiva privind teoria sistemelor ,George J.Klir ,cunoscut matematician ceh emigrat in SUA unde devine o somitate in domeniu, face o paralela intre abordarea analitica a sistemele fizice (ne-vii) si abordarea de tip relational a organismelor (sisteme vii). Abordarea relationala este descrisa concis astfel : analiza functiilor unei singure celule nu face predictibila evolutia intregului organism din care aceasta face parte.

In acelasi mod comportamentul unui individ nu poate prezice miscarile intregii societati.

La nivel social conceptul a fost dezvoltat de antropologul Alan Fiske.

Noile descoperiri in domeniul fizicii cuantice ne indreptatesc sa emitem urmatoarea ipoteza :

-chiar si sistemele fizice ne-vii ar putea beneficia de abordarea relationala avand in vedere interactiunile la nivel cuantic . Aceasta linie de gandire in fizica teoretica a fost dezvoltata de o pleiada de cercetatori  mijlocul anilor 90 (Q. Zheng, S. Hughes, and T. Kobayashi la Universitatea Tokio) . Abordarea relationala in domeniul cuantic ar putea fi o varianta de depasire a paradoxurilor si contradictiilor ivite la incercarea de “armonizare” a fizicii relativiste cu mecanica cuantica ( polemica Bohr-Einstein, paradoxul  Einstein-Podolsky-Rosen sunt deja clasice).

Subiectul,cobaiul, urmarit ca un star de cinema in toate aceste modele fizice este fotonul cu a sa dualitate unda/particula. Principiul incertitudinii a lui Heinseberg aplicat in optica cuantica ne spune ca il putem gasi cu mare probabilitate intr-o anumita zona ( e prin cartier …). Principiul abordarii relationale cuantice ne aduce mai aproape de un adevar dependent de observator (e prin cartier,a fost vazut/detectat la coltul strazii , ar putea fi la amanta).

Teoria sistemelor  dinamice complexe si-a gasit aplicatie la inceputul noului mileniu si in elaborarea modelelor cosmologice  ce incearca sa integreze atat relativitatea extinsa  cat si fizica cuantica (solutia la aceasta problema, a unificarii fortelor, sau mai bine a interactiunilor –gravitationala,electromagnetica, nucleara  slaba si de culoare–  l-a preocupat si pe Einstein in ultimii ani de viata, fara succes insa).

Fizicianul roman Cristian Presura face o sinteza usor de inteles a acestor teorii. In acord cu ele convergenta   interactiunilor  la nivelul particulelor elementare, unificarea lor, ar putea fi atinsa la un nivel de energie foarte mare, numit energia Plank = 10¹⁹ GeV. La acest nivel inclusiv structura spatiului- timp ar capata forma cuantica.Atingerea acestui nivel intr-un posibil experiment  ramane pur teoretica  atata timp cat acceleratoarele de particule cele mai performante abia depasesc  10⁴  GeV.De fapt nivelul  energetic Plank se pare ca a fost atins in Univers imediat dupa Big Bang iar de atunci scade mereu. La fel si temperatura radiatiei  initiale (T Plank=10 ³² K) scade treptat. Nasterea universului ,din campul elementar nu din neant, ar avea loc la momentul T_p=10^-44 s iar la  momentul t=10^-6 s de la Big Bang temperatura era de 10¹⁴ K,energia  1 GeV si permitea agregarea quarcilor si  formarea de neutroni si protoni.

“Agregarea materiei in atomi marcheaza decuplarea materiei de radiatia electromagnetic a si aparitia radiatiei de fond.Fluctuatiile termice in radiatia electromagnetica ar fi influentat fluctuatiile in concentratiile de materie generand structura  filamentara a Universului, un rol important jucand si materia intunecata–Cristian Presura “Fizica povestita.Sectiunea 179– O istorie foarte scurta a universului -2014

  Teoria cosmogologica  aparuta in anii 90 ca o varianta imbunatatita si   avand cei mai multi adepti  in zilele noastre, este cea a universului inflationar .Energia de la care se porneste initial se pare ca e mult mai mare decat energia Plank iar  la momentul t=10^-32 s are loc din motive necunoscute o explozie instantanee/dilatare a spatiului (inflatie) a universului ce mareste brusc  dimensiunea acestuia la 15 milioane de ani lumina iar temperatura radiatiei de  fond (2, 725 K ) desi  scade brusc  ramane uniform distribuita. Viteza de expansiune a spatiului in acel moment a depasit cu mult viteza luminii,fara a incalca insa legea deplasarii cu viteza luminii  deoarece se deplaseaza spatiul fata de el insusi.Dilatarea/inflatia  are la baza energia campului elementar (inflatronic) si continua si azi,explicand dimensiunea de 10²⁶ m  a Universului cunoscut.

O contributie deosebita in dezvoltarea conceptului de univers inflationar si de multivers  a avut-o fizicianul ruso-american Andrei Linde, profesor  la  Universitatea  Stanford,California.Conform teoriei enuntate de el, universul ar fi cunoscut o serie de 10¹¹  procese de dublare generand o structura fractalica de multivers,ca un arbore format din baloane.

Paradigma cosmologica e in continua schimbare avand in vedere ca informatiile noi se adauga in dinamica teoriilor déjà consacrate. Materia intunecata (dark matter) si energia intunecata (dark energy) cu o presupusa dominanta  in universu l  nostru complica si mai mult modelul general acceptat in noul mileniu. Acestea au fost inventate/descoperite ca o necesitate in a explica expansiunea continua a universului nostru atat timp cat energia degajata la Big Bang ar fi foarte scazuta in acest moment  si nu ar putea sustine acest proces. Asadar conform site-ului NASA materia intunecata ocupa 27% din univers iar energia intunecata 68% in timp ce materia “clasica” asa cum o stim ar ocupa doar 5 % !

Asemeni multiversului arborescent a lui Linde presupusa prezenta a energiei intunecate  genereaza un nou manunchi de intrebari si ipoteze privitoare la originea si natura ei.

Ce este dark energy ? Variante de raspuns :

• Conform lui Einstien spatiul ar avea propria energie ce-i asigura expansiunea,data de o constanta cosmologica ce apare in varianta sa de teorie a gravitatiei
• Teoria cuantica a materiei presupune ca spatiul este format din particule virtuale ce apar si dispar instantaneu generand energie infinita.
• Camp /particula energetica ce are efect opus materiei si energiei clasice, echivalentul celui de-al 5-lea element imaginat de filozofii greci antici ,numit si quintesenta .
• Teoria gravitatiei data de Einstein nu este corecta si avem nevoie de o noua teorie care sa includa si dark energy+dark matter.

Ce este dark matter ? Variante de raspuns :

• Este formata din particule exotice numite axioni sau WIMPS (weakly interacting massive particles)
• Se gaseste aglomerata in preajma roiurilor de galaxii medii sau mari
• Aglomerarile de dark matter se afla in preajma aglomerarilor de materie clasica (roiuri de galaxii) ca si cum ar pastra un echilibru local
• Poate fi pusa in evidenta indirect ,deoarece distorsioneaza  semnalul quasarilor in cazul in care fascilulul emis de acestia o intersecteaza, aceste modificari fiind detectabile cu telescopul Hubble. (articole detaliate pe site-ul NASA)

Un paralelism  interesant in analiza sistemelor dinamice complexe il gasim in lucrarea “Anticipation and the Brain”,  aparuta in 2017  a profesorului Mihai Nadin (Universitatea Dallas,Texas) in ceea ce priveste explorarea cosmosului  si  explorarea creierului uman.

Efortul depus de umanitate in descifrarea limitelor fizice ale  micro/macro-universului  s-a intensificat mai ales in ultimul secol, cu alocarea unor resurse financiare importante, luand in considerare potentialul de a descoperi noi surse de energie (fuziunea la rece) sau dezvoltarea de aplicatii militare in spatiul extraterestru.

Fonduri mult mai reduse  au fost investite in studiul medical al creierului uman desi  maladiile neuro-degenerative si   accidente vasculare cerebrale au o incidenta foarte mare in toate tarile civilizate pe masura cresterii duratei medii de viata . O abordare diferita,mecanicista,  in studierea mecanismelor cognitive corticale au avut-o dezvoltatorii de sisteme inteligente artificiale ,in goana lor dupa inventarea primului creier electronic.

In lucrarea stiintifica mai sus amintita ,prof.Nadin  face o trecere in revista  a modurilor in care , de-a lungul istoriei,oamenii de stiinta au folosit mijloacele empirice specifice  fiecarei  epoci pentru a se apropia de tainele materiei  (vie sau ne-vie) – de la microscopul optic la cel electronic, de la ultrasunete si unde radio la raze X si rezonanta magnetica nucleara.

Concluzia ,prin prisma complexitatii sistemelor dinamice,iar creierul uman este un sistem complex anticipativ, este foarte simpla  si poate fi enuntata astfel :

• Desi ultimii ani au adus imbunatatiri semnificative in analiza functionala in vivo a activitatii cerebrale prin RMN functional(MRIf) si CT –scan cu emisie de pozitroni (PET) savantii sunt  inca departe  de a descifra mecanismele intrinseci ale gandirii.
• Avansul tehnologic in biofizica si biochimia cerebrala furnizeaza date partiale dar nu ofera o imagine completa despre ce se intampla la nivelul cortexului
• Rezultatele adevarate nu pot veni decat printr-o abordare holistica , vazand creierul ca un intreg cu organizare superioara si comportament proactiv ,nu o suma foarte mare de neuroni a caror potential electric il inregistram si a caror sinapse le dopam cu neurotransmitatori sintetici produsi de marile companii farmaceutice.

Pastrand paralelismul,analiza sistemelor fizice in universul alternativ ne indreptateste sa credem ca  seiful cu secretele materiei vii sau nevii se va deschide doar mintilor ascutite,temerare,obisnuite sa gandeasca outside the box si nu celor ce plictisiti si nerabdatori ce in lipsa cheii potrivite vor pune mana pe baros (fie el radiotelescop de 1 Km², laser de 10 petawati sau accelerator de particule de 10⁶ Gev.

Bibliografie S.F :

• Star Maker – Olaf Stapledon-1937
• Diaspora – Greg Egan -1997
• Dichronauts – Greg Egan -2017
• Celestial Matters – Richard  Garfinkle – 1996
• Inne pieśni (Other Songs) – Jacek Dukaj – 2003

Bibliografie Science :

• Fizica povestita – Cristian Presura , 2014 (premiul Academiei Romane)
• Anticipation and the Brain – Mihai Nadin ,2017
• Anticipatory Systems – Robert Rosen ,1985
• Facets of science– George J Klir, 2012
• Inflation and Quantum Cosmology –Andrei Linde,2014
• Relational approach to quantum physics – Q. Zheng, S. Hughes, and T. Kobayashi ,1996