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Indice

p. VIII Premessa
     XI Introduzione di Gunther S. Stent
   XXXV Nota del traduttore

        La materia e la mente

    3 I.      L'evoluzione del cosmo
   15 II.     L'evoluzione della vita
   28 III.    Le origini della percezione;
              le specie
   39 IV.     L'evoluzione del genoma
   55 V.      L'evoluzione dell'uomo
   69 VI.     L'evoluzione del cervello
   87 VII.    La visione
  106 VIII.   La percezione
  121 IX.     La cognizione
  137 X.      Causalità, tempo e spazio
  158 XI.     I numeri
  174 XII.    L'infinito e i paradossi logici
  188 XIII.   La decidibilità
  192 XIV.    Geometria, astronomia e
              meccanica newtoniana
  216 XV.     La teoria della relatività
  237 XVI.    La teoria dei quanti
  254 XVII.   La complementarietà
  273 XVIII.  La dicotomia cartesiana
  288 XIX.    Il linguaggio
  311 XX.     Conclusioni:
              la mente deriva dalla materia?

 

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Pagina 10 [ universo primordiale, evoluzione dell'universo, Big Bang/Big Crunch ]

L'evoluzione dell'universo è solo parzialmente deterministica, cioè non ammette una spiegazione attraverso leggi in accordo alle quali un dato insieme di condizioni iniziali conduca a un unico stato finale. Esiste difatti anche una componente non deterministica, o stocastica, che si può attribuire al fatto che le forze gravitazionali cui è soggetta una nube di gas amplificano enormemente le fluttuazioni infinitesimali della densità locale di materia. (In base a una legge non deterministica, un dato insieme di condizioni iniziali può condurre a parecchi stati finali). Una simile situazione stocastica si verifica, ad esempio, in metereologia, in quanto le fluttuazioni infinitesimali delle condizioni atmosferiche iniziali possono ingigantirsi in pochi giornifino a diventare fenomeni su vasta scala, rendendo in tal modo praticamente irrealizzabile ogni previsione meteorologica a lungo termine. ...

Il futuro dell'universo è indeterminato tanto quanto il suo passato. È possibile immaginare che nell'universo sia presente una quantità di materia sufficiente a far sí che l'attrazione gravitazionale rallenti il processo di espansione iniziato col Big Bang. In tal caso, l'espansione arriverebbe ad arrestarsi e sarebbe seguita da una fase di contrazione, o implosione: si avrebbe cosí un Big Crunch, cui forse potrebbe fare seguito un altro Big Bang, con una nuova creazione dell'universo. Ciononostante, le stime migliori oggi disponibili indicano che nell'universo non c'è sufficiente materia per un Big Crunch, il che significa che l'espansione può continuare indefinitamente.

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Pagina 88 [ visione ]

Dato che le cellule gangliari sono circa un milione, ciascuna di esse deve raccogliere l'input sensoriale rirultante da circa cento dei 100 milioni di fotorecettori retinici. L'insieme dei fotorecettori il cui input converge su una singola cellula gangliare (denominato "campo recettivo" di quella cellula) occupa un'area circolare nel mosaico dei recettori retinici. Come dimostrano alcune analisi sulla funzione delle cellule gangliari - le prime delle quali furono svolte da Stephen Kuffler all'inizio degli anni cinquanta - il ruolo di queste non consiste tanto nell'effettuare una "somma" dell'intensità della luce che colpisce ogni campo ricettivo, quanto di calcolare il "contrasto" di luminosità che esiste fra due regioni concentriche del campo, un'area centrale circolare e un'area periferica che la circonda. Ci imbattiamo qui nel primo esempio di «astrazione» nel processo di elaborazione dell'input sensoriale: l'informazione raccolta dai fotorecettori sulla distribuzione di intensità luminosa in 100 milioni di punti dell'immagine retinica viene ridotta dalle cellule gangliari a informazione sul contrasto di luce presente in un milione di piccole aree circolari dell'immagine stessa.

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Pagina 111 [ percezione ]

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Pagina 116 [ Hume, Kant, Darwin, Lorenz, esperienza-conoscenza ]

Ma se, come sostiene Kant, tali categorie, come quelle di tempo, di spazio e di oggetto, nonchè la nozione di causa, sono a priori da ogni sensazione, non è strano che esse risultino cosí ben adeguate al mondo reale? Se teniamo conto di tutte le idee strampalate che possiamo aver avuto prima dell'esperienza, pare senz'altro un miracolo che le nostre idee a priori siano proprio quelle che vanno bene. Il modo di risolvere questo dilemma si dischiuse soltanto quando, a metà del XIX secolo, Charles Darwin avanzò la sua teoria della selezione naturale. Ma pochi filosofi o scienzati parvero accorgersene, fino a che negli anni quaranta Konrad Lorenz non richiamò l'attenzione su questa possibilità. Lorenza feve notare che l'argomentazione empirista secondo la quale la conoscenza del mondo può penetrare nella mente soltanto attraverso l'esperienza è valida soltanto considerando lo sviluppo "ontogenetico" dell'uomo, dalla cellula uovo decondata dino all'individuo adulto. Ma, una volta che si prenda in considerazione lo sviluppo filogenetico del cervello umano attraverso la storia evolutiva, diviene evidente che un individuo può avere qualche conoscenza innata del mondo, precedente e indipendente dalla sua propria esperienza. In effetti, non c'è nessuna ragione biologica per la quale un tale genere di conoscenza non possa essere trasmessa di generazione in generazione a opera dell'insieme di geni che determina la struttura e le funzioni del nostro cervello; questo insieme genico si è difatti formato attraverso il processo di selezione naturale che ha agito sui nostri antichi progenitori. ...

Appare dunque chiaro che le nostre relazioni con il mondo implicano due tipi di apprendimento. Il primo è l'apprendimento "filogenetico", nel senso che durante l'evoluzione abbiamo sviluppato complessi meccanismi per percepire un mondo reale e fare deduzioni su di esso, meccanismi dei quali i processi neurofisiologici di astrazione che agiscono a livello preconscio sull'input visivo, i fenomeni di costanza percettiva connessi con la visione, l'accordo interemisferico fra le nostre due menti che si stabilisce tramite il corpo calloso costituiscono solo alcuni esempi. Questi esempi dimostrano che, nel suo complesso e attraverso la sua storia, la specie umana ha appreso come trattare segnali provenienti dal mondo esterno costruendo un modello di quest'ultimo. In altri termini, mentre sulla base delle moderne conoscenze dei processi evolutivi possiamo asserire che l'approccio dell'individuo alla percezione è a priori, ciò non è assolutamente vero se consideriamo la storia dell'umanità nel suo complesso. Quel che è a priori per l'individuo è a posteriori per la specie. Il secondo tipo di apprendimento implicato nella relazione fra noi e il mondo è l'apprendimento "ontogenetico", cioè l'acquisizione, che si protrae per tutta la durata della vita, di conoscenza culturale, linguistica e scientifica.

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Pagina 121 [ cognizione, apprendimento ]

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Pagina 158 [ numeri ]

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Pagina 173 [ Peano ]

1. Zero è un numero.

2. Il successore di ogni numero è ancora un numero.

3. Non esistono due numeri con lo stesso successore.

4. Zero non è il successore di nessun numero.

5. Ogni proprietà dello zero che vale anche per il successore di ogni numero che gode di tale proprietà, vale per tutti i numeri.

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Pagina 184

Un punto di vista differente sostiene che i numeri e le relazioni matematiche che essi implicano facciano parte del mondo reale, e abbiano quindi un'esistenza indipendente dalla mente. Cosí, un matematico «realista» negherà che i numeri reali costituiscano un insieme definito in maniera autoreferenziale, dato che, dopo tutto, essi esistono realmente. Platone fu un esponente di questa concenzione realista, la quale conduce all'idea che il matematico. mentre ricava le leggi della teoria dei numeri, sta approfondendo la sua comprensione della realtà. Se un realista si imbatte in antinomie o paradossi insolubili, concluderà che c'è qualcosa che non va nella sua intuizione della natura dei numeri e/o che i cinque postulati di Peano, o qualche altro insieme di assiomi, non sono abbastanza significativi per cogliere tutti gli aspetti della realtà. ...

È istruttivo esaminare quali differenti prospettive si aprono per l'ipotesi del continuo di Cantor alla luce della consezione creazionista e di quella realista. Le dimostrazioni di Gödel e di Cohen, in base alle quali sia questa ipotesi sia la sua negazione sono coerenti con gli altri assiomi della teoria degli insiemi, implicano che siamo liberi di aggiungere indifferentemente l'ipotesi o la sua negazione all'assiomatica, ottenendo cosí due differenti teorie degli insiemi, l'una «cantoriana», l'altra «non cantoriana»? I realisti direbbero di no, mentre i creazionisti di sí.

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Pagina 197 [ decidibilità, Gödel ]

Il teorema di Gödel prova che la matematica è "incompleta" (e quindi, tutto sommato, non completamente tautologica), nel senso che lascia aperta la verità o la falsità di un sottoinsieme delle proposizioni matematiche che si possono derivare legittimamente dagli assiomi della teoria dei numeri.

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Pagina 200 [ Hilbert, decidibilità, consistenza ]

Per concludere, quali implicazioni epistemologiche ha avuto la fine della fede nella consistenza e completezza della matematica sulle due concezioni rivali - creazionista e realista - delle relazioni fra la matematica e il mondo reale? La dimostrazione di proposizioni indecidibili all'interno di un sistema assiomatico sufficientemente ricco pare convalidare il punto di vista creazionista che la matematica rifletta qualche aspetto profondo della mente umana. Se i numeri e le loro relazioni matematiche "fossero" componenti del mondo reale, indipendentemente dalla mente umana, allora ogni proposizione a loro riguardo dovrebbe asserire se "è" o "non è" cosí. Il teorema di Gödel mostra perciò che, anche se i numeri fossero «reali», la nostra mente non potrebbe afferrare in modo adeguato le definizioni e gli assiomi che rifletterebbero la loro «vera» natura. L'argomentazione di Hasse (che è irrilevante chi abbia creato i numeri, dato che essi a ogni modo esistono e ci sono ben noti) - lo concedo - appare assai ragionevole, non soltanto per quanto riguarda le applicazioni quotidiane in economia o in ingegneria, ma anche per procedere abbastanza avanti nei domini dell'aritmetica e dell'analisi superiore. Tuttavia, quando tentiamo di estendere l'uso dei numeri a campi che trascendono la nostra esperienza, oppure tentiamo di seguire le loro implicazioni troppo lontano, fino a imbatterci in paradossi e contraddizioni, allora non è irrilevante domandarsi se è la mente oppure il mondo a non essere consistente.

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Pagina 254 [ teoria dei quanti ]

Le conseguenze epistemologiche del principio di indeterminazione e della nozione di complementarietà si possono così sintetizzare: i fenomeni quantistici sono espressione di una «cospirazione della natura» che ci impedisce di raggiungere una descrizione completamente deterministica dei fenomeni fisici. Ogni atto di osservazione comporta un elemento di soggettività, in quanto si deve scegliere come e dove operare la separazione concettuale fra strumenti di misura e oggetti osservati. In ogni caso, gli strumenti mediante i quali si compiono le osservazioni devono essere descritti nel contesto della fisica classica (cioè, non quantistica), in modo che l'osservatore possa riferire agli altri (e anche chiarire a se stesso), in maniera precisa ed esente da ambiguità, di quale apparato sperimentale si è servito e quali risultati ha ottenuto. Ma, come abbiamo visto, alcune di queste scelte si escludono reciprocamente.

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Pagina 256

Bohr replicò a questa argomentazione osservando che il criterio di realtà fisica di Einstein presenta un'ambiguità che è conseguenza dell'espressione «senza interferire in nessun modo con il sistema». ... Pertanto, la descrizione dello stato di un sistema fisico, anziché essere limitata alla particella che si trova sotto osservzione, esprime piuttosto una relazione fra la particella e tutti i dispositivi di misura presenti. In altre parole, anche se nel ragionamento di Einstein non si eseguono misure dirette su di essa, lo stato della seconda particella, e quindi la realtà fisica di cui fa parte, non sono indipendenti dalla presenza dell'apparato con cui si eseguono le misure sulla prima particella. Il ragionamento di Einstein non regge.

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Pagina 276

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Pagina 286

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Pagina 309

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Pagina 311

Assumendo il punto di vista evoluzionista siamo costretti a considerare la mente nel contesto degli altri aspetti dell'evoluzione, tracciando paralleli anche con forme di adattamento ben piú terrene, quali gli organi di locomozione o di digestione. Nel contesto dell'evoluzione la mente di un essere umano adulto - l'oggetto di tanti secoli di speculazioni filosofiche - cessa di essere un fenomeno misterioso, un qualcosa a sé stante; essa appare, al contrario, come una risposta adattativa a un certo insieme di pressioni selettive, al pari di quanto accade per quasi tutto ciò che appartiene al mondo vivente.

Per cercare di rispondere alla nostra ingenua domanda abbiamo iniziato a esaminare brevemente l'evoluzione dell'universo, dal Big Bang, alla nascita delle galassie e delle stelle, fino alla formazione del pianeta Terra. Lo scopo di questa concisa panoramica era di dare un'idea di come fosse l'universo prima della comparsa della vita e della mente, anche se la descrizione e la comprensione di questa prima parte prebiotica dell'evoluzione può essere soltanto parzialmente deterministica, dato che in molti casi l'amplificazione di fluttuazioni statistiche introduce elementi di indeterminazione nello svolgersi degli eventi. Siamo quindi passati a considerare l'origine della vita dal cosiddetto «brodo primordiale», la quale si può far risalire a un periodo ben determinato della storia della Terra. Ma, mentre la conoscenza degli aspetti fisici dell'evoluzione terrestre consente di accertare la datazione dell'epoca d'origine con ragionevole sicurezza, tutti gli altri aspetti dell'origine della vita sono invece avvolti nel mistero. Tutte le forme di vita attuali, dai piú modesti procarioti fino all'uomo, possiedono un'organizzazione chimica di base straordinariamente unitaria. Un abisso, al contrario, separa tutti gli esseri viventi, grandi o piccoli che siano, dalla materia inanimata, un abisso che oggi pare piú profondo di quanto non si credesse fino a soltanto pochi decenni fa. L'unità della materia vivente risulta evidente negli acidi nucleici, che fungono da depositi dell'informazione genetica, e nelle proteine, che sono gli esecutori dell'interpretazione dell'informazione genetica, ricevendo segnali sia dall'interno che dall'esterno dell'organismo e producendo reazioni appropriate a tali segnali.

Nel metabolismo energetico sono esemplificate due caratteristiche generali dell'evoluzione: la tendenza conservativa e l'opportunismo. Se un dato metabolita, ossia un prodotto intermedio di una reazione biochimica, si è rivelato atto ad assolvere una funzione essenziale, gli organismi preferiscono mantenerlo, adattandolo e perfezionandolo per renderlo adeguato a molte altre situazioni, piuttosto che elaborare da zero nuove soluzioni per ogni nuova situazione. Perciò, contrariamente a quanto spesso si pensa, le caratteristiche anatomiche e fisiologiche delle forme di vita attuali non rappresentano necessariamente soluzioni ottimali dal punto di vista "sincronico", secondo il quale ha importanza soltanto la situazione presente. Quando si valutano queste caratteristiche dal punto di vista "diacronico" - tenendo cioè conto della successione delle varie situazioni storiche - appare chiaro invece che l'evoluzione si è avvalsa non di ciò che era teoricamente ottimale, bensí di qualunque cosa capitasse a disposizione e fosse adeguata a svolgere una funzione necessaria. Il processo evolutivo, nella concezione darwiniana, è in qualche senso analogo alla termodinamica statistica, in quanto i singoli passi dipendono da eventi casuali che non si possono prevedere con certezza, mentre non è escluso che i processi e i comportamenti che risultano dall'insieme di questi passi siano al contrario prevedibili.

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Pagina 326

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