I mutamenti che si verifcano attorno a noi equivalgono a qualcosa di più che un semplice riordinamento di atomi come sostenuto da Democrito. In verità un riordinamento si verifca ma in un modo sistematico che distingue il passato dal futuro.L'intero universo è impegnato in una trasformazione unidirezionale simbolizzata da un immaginaria freccia del tempo che punta dal passato al futuro.
L'irreversibilità di quasi tutti i fenomeni naturali costituisce un fatto fondamentale della nostra esperienza , pensate solo a ricomporre un uovo rotto, a far scorrere un fiume verso il monte o a separare il latte dal thè. è semplicemente impossibile far evolvere questi processi al contrario. Ma ciò solleva un paradosso curioso. Se le leggi che governano l'attività di ogni atomo di questi sistemi sono reversibili, qual'è l'origine dell irreversibilità?
una prima risposta si ebbe nella metà dell 800 con lo studio della termodinamica. I fisici interessati alle prestazioni delle macchine a vapore avevano formulato un certo numero di leggi relative allo scambio del calore e alla sua conversione in forma di energia . Fra queste , il secondo principio della termodinamica conteneva un indizio sulla freccia del tempo. Grosso modo la sua formulazione stebilisce che il calore non può fluire da un corpo freddo a un corpo caldo e questo è un fatto familiare nell esperienza quotidiana. Queste idee vennero precisate con la definizione di una quantità chiamata entropia . La natura fondamentale del secondo principio è l'impossibilità di evitare l'inesorabile aumento dell entropia.
Appare quindi che si sia scoperta la direzione della freccia del tempo che però punta dalla parte della degenerazione  del degrado e  della morte di ogni cosa nell universo e dell universo stesso (morte termica).
Ma accanto alla freccia dell entropia esiste un altra freccia del tempo, ugualmente fondamentale e di natura non meno sottile. La sua origine è avvolta nel mistero ma la sua presenza è innegabile, mi riferisco al fatto che l'universo progredisce attraverso la costante crescita di struttura , organizzazione e complessità, verso stati di materia ed energia sempre più sviluppati ed elaborati. Potremmo chiamare freccia ottimistica o virtuosa questo avanzamento unidirezionale , in contrasto con la freccia pessimistica del secondo principio.
Gli scienziati hanno avuto la tendenza a negare l'esistenza della freccia ottimistica . Ci si chiede perchè. Forse perchè la comprensione della complessità è ancora rudimentale , mentre il secondo principio è saldamente stabilito. O forse in parte è dovuto al fatto che questo concetto sa di sentimentalismo antropocentrico ed è stato sposato da pensatori di molte religioni . Tuttavia la natura progressiva dell universo è un fatto oggettivo e deve essere rinconciliata in qualche modo con il secondo principio. è solo recentemente che i progressi nello studio della complessità , dell autoadattamento e dei fenomeni cooperativi hanno rivelato il modo in cui le due frecce possono coesistere.

Non so quali elementi consideri per dichiarare oggettivo questo processo verso la complessità. Dal punto di vista biologico non ci sono prove verso una maggiore complessità essendosi succedute cinque estinzioni di massa che si sono completamente disinteressate del livello di complessità delle forme viventi estinte.


https://it.m.wikipedia.org/wiki/Estinzione_di_massa

Citazione di: Alberto Knox il 06 Settembre 2023, 20:50:37 PMSe le leggi che governano l'attività di ogni atomo di questi sistemi sono reversibili, qual'è l'origine dell irreversibilità?

Quali leggi sono reversibili ?

Citazione di: Jacopus il 06 Settembre 2023, 21:39:03 PMNon so quali elementi consideri per dichiarare oggettivo questo processo verso la complessità.

potrei fare diversi esempi. Ma sta di fatto che il costante dispiegamento di ordine cosmico (sarà bene approfondire il significato di ordine) ha condotto alla formazione  di strutture complesse a ogni scala di grandezza.
un esempio nel nostro orticello cosmico è la formazione del sistema solare. Sembra probabile che i pianeti si siano formati da una nebulosa di gas e polveri che circondavano il sole poco dopo la sua formazione, circa 5 miliardi di anni fa. Gli scienziati hanno tutt'ora una vaga idea dei processi fisici che vi furono coinvolti. In aggiunta alla gravitazione (la sorgente dell ordine) devono esserci stati complessi effetti idrodinamici ed elettromagnetici. è straordinario come da una nube amorfa di materiale turbinante abbia potuto emergere l'attuale ordinata configurazione planetaria. O l'ordinata configurazione planetaria è una coincidenza oppure il sistema solare è stato organizzato da un qualche meccanismo fisico ancora sconosciuto. In oltre diversi pianeti possiedono un propio "sistema solare" in miniatura sottoforma di sistemi multipli di lune o di anelli come nel caso di saturno. Nel caso degli anelli di Saturno avrei tante cose interessanti da dire riguardo l'autoadattamento e un comportamento cooperativo fra miliardi di particelle che le compongono.

Citazione di: Jacopus il 06 Settembre 2023, 21:39:03 PMDal punto di vista biologico non ci sono prove verso una maggiore complessità

la tendenza generale verso la crescente ricchezza e diversità di forme che si incontra nella biologia evolutiva è certamente un aspetto fondamentale della natura , e tuttavia essa  può solo essere sommariamente quantificata , ammesso che ci si riesca. Non può esistere nessuna biologia teorica , per esempio, fondata su affermazioni matematiche esatte allo stesso modo della fisica teorica e non vi è la più debole prova che questa tendenza possa essere fatta risalire alle fondamentali leggi della meccanica , e quindi merita a buon diritto di venire chiamata "legge fondamentale"  (di questa tendenza) . Ciò significa accettare una definizione più ampia del concetto di legge di quella finora ammessa in fisica. In altri termini sto parlando di una legge fondamentale relativa alla natura dell organizzazione della complessità biologica. Ma nel dire questo mi rendo conto che oltre approfondire il concetto di ordine sia necessario approfondire anche il concetto di organizzazione.

Citazione di: Ipazia il 06 Settembre 2023, 21:57:33 PMQuali leggi sono reversibili ?

Il tempo Newtoniano deriva da una propietà fondamentale delle leggi del moto , esse sono reversibili . Questo significa che le leggi del moto non distinguono  il tempo "in avanti" dal tempo "all indietro" ; la freccia del tempo può essere orienta nell una o nell altra direzione. Dal punto di vista delle leggi del moto un film proiettato a ritroso costituirebbe una sequenza perfettamente accettabile di eventi reali. Ma dal nostro punto di vista tale sequenza invertita è impossibile perchè la maggior parte dei processi fisici che si verficano nel mondo reale è irreversibile. Ci si chiedeva quindi a buon diritto l'origine dell irreversibilità visto che il moto delle particelle che compongono tali sistemi sono governati da leggi reversibili.

Sono stato abbastanza vago nell uso dei termini "ordine", "organizzazione" , "complessità" ecc.. è necessario considerare il loro significato con maggior precisione se voglio che il lettore abbia le idee più chiare quando le utilizzo.
In natura l'ordine si ritrova in molte forme diverse. L'esistenza stessa delle leggi naturali è un tipo di ordine che si manifesta nelle varie regolarità della natura stessa. L'esatta ciclicità di un oscillazione di un atomo usato per scandire il tempo, l'oscillazione ciclica di un pendolo, la geometrica precisione dei pianeti, la configurazione delle linee spettrali elettromagnetiche ecc. L'ordine è spesso evidente anche nelle figure tridimensionali come il reticolo regolare dei cristalli e le forme degli organismi viventi ma mentre un cristallo è ordinato a causa della sua estrema semplicità, un organismo vivente è ordinato per il motivo opposto , in virtù cioè della sua complessità. L'ordine biologico è riconosciuto come tale perchè i diversi componenti di un organismo cooperano per adempiere a una funzione unitaria coerente. Il contrario di ordine è disordine e casuale, termini su cui ritornerò perchè come si può sapere se il lancio di una moneta o di un dado è veramente casuale?
I fisici quantificano l'ordine in un modo che è legato all entropia. In questo caso  il vero disordine corrisponde all equilibrio termodinamico. è importante capire che questa definizione si riferisce a livello molecolare. Un secchio riempito d'acqua a temperatura  costante è in equilibrio termodinamico perciò di massima entropia, vale a dire di massimo disordine. Ma guardando l'acqua essa si presenta calma, ferma,  non appare nulla di disordinato! Ma le cose ci apparirebbero diverse se potessimo osservare le molecole correre avanti indietro in maniera caotica. Al contrario, se faremmo bollire l'acqua all interno dello stesso secchio osserveremmo il moto turbolento e caotico dell acqua in ebollizione e quindi in stato di disordine ma dal punto di vista termodinamico il sistema non è in equilibrio , e quindi non è nello stato di massimo disordine. Vi può essere ordine a una scala di grandezza e disordine in un altra e viceversa.

Molto spesso i termini ordine e organizzazione vengono usati in maniera alternativa ma ciò può essere fuorviante. Viene spontaneo riferirsi a un organismo vivente con il termine organizzato , ma questo concetto non si applica a un cristallo , eppure entrambi sono ordinati. L'organizzazione è una qualità che è più caratteristica quando è riferita a un processo piuttosto che a una struttura. Un aneba è organizzata perchè i suoi vari componenti lavorano insieme , quali parti di una strategia comune dove ciascun componente gioca un ruolo particolare e concatenato con gli altri. Si potrebbe dire che l'ordine si riferisce alla quantità di informazioni (cioè entropia negativa ) presente in un sistema , mentre l'organizzazione si riferisce alla qualità delle informazioni stesse. Quanto detto può essere simile per i sistemi fisici non viventi? qui le cose sono più difficili ma potremmo forse riferirci all emergere dell ordine come ad un esempio di organizzazione riferito al cosmo. questo potrebbe essere un modo poco metaforico di intendere l'organizzazione cosmologica perchè spesso si ritiene che l'organizzazione implichi un elemento intenzionale o di progetto . Non è tanto quello che un sistema è che lo rende complesso, ma quello che fa. Urtiamo quindi contro un elemento teleologico, nel quale la complessità (o organizzazione) ha un fine. Questo fatto è ovvio in biologia naturalmente. La complessità organizzata dell occhio ha lo scopo di mettere l'organismo in grado di vedere. è meno ovvio in che modo l'intenzionalità si applichi ai sistemi inorganici. Una delle scoperte importanti che emergono dagli studi dei sistemi complessi è che l'autoadattamento (di cui parlerò se il topic riscontra interesse) è strettamente connesso con un certo tipo di caos. Per un verso il caos è l opposto dell organizzazione , ma per un altro i due concetti sono simili. Entrambi richiedono una grande quantità di informazioni per specificarne gli stati e entrambi coinvolgono un elemento di impredicibilità. Da quanto detto appare chiaro che organizzazione e complessità , nonostante il loro significato intuitivo, mancano di una definizione matematica rigorosa. Si spera che nell approfondire lo studio dei sistemi complessi si ponga rimedio a questo difetto. 

Siamo sicuri che ordine e complessità siano attributi dei sistemi fisici e non riguardino invece la relazione fra osservatore ed osservato?
L'osservatore  giudicherà complesso un sistema di cui non ha il pieno controllo, ma nel momento in cui riuscirà a prenderne il controllo lo dirà semplice.
Cioè , comprendiamo facilmente un sistema poco complesso, oppure ci apparirà semplice un sistema per il fatto che lo abbiamo compreso?
Direi che l'origine della complessità e nel rapporto fra osservatore e osservato.
Non è che parlando di sitemi complessi dichiariamo di non riuscire a cogliere l'uva perchè si trova ad un livello di alta complessità?
Il motivo per cui non riusciamo a cogliere l'uva non è perchè è posta troppo in  alto, ma perchè noi non riusciamo a saltare abbastanza in alto.

Per quanto riguarda l'ordine siccome possiamo individuare diversi ordini in un sistema fisico, ciò dimostra che l'ordine non è un attributo del sistema, ma è parte della descrizione che facciamo del sistema, e non essendoci una descrizione univoca allora non c'è un ordine attribuibile al sistema in modo univoco.

Un ambiente di lavoro disordinato è poco produttivo, oppure un ambiente di lavoro poco produttivo è disordinato?
Io direi la seconda, se è vero che la produttività è un fatto, ed è sempre meglio partire dai fatti, considerando il resto una spiegazione dei fatti, cioè una sovrastruttura teorica che imponiamo ai fatti, come è l'ordine.

L'esempio che ho fatto non è casuale, perchè all'aumentare dell'entropia, che può spiegarsi in termini di aumento di disordine, diminuisce in effetti la capacità di compiere lavoro inteso in senso fisico, lavoro che ha la stessa unità di misura dell'energia.

Citazione di: Alberto Knox il 06 Settembre 2023, 22:27:07 PMpotrei fare diversi esempi. Ma sta di fatto che il costante dispiegamento di ordine cosmico (sarà bene approfondire il significato di ordine) ha condotto alla formazione  di strutture complesse a ogni scala di grandezza.
un esempio nel nostro orticello cosmico è la formazione del sistema solare. Sembra probabile che i pianeti si siano formati da una nebulosa di gas e polveri che circondavano il sole poco dopo la sua formazione, circa 5 miliardi di anni fa. Gli scienziati hanno tutt'ora una vaga idea dei processi fisici che vi furono coinvolti. In aggiunta alla gravitazione (la sorgente dell ordine) devono esserci stati complessi effetti idrodinamici ed elettromagnetici. è straordinario come da una nube amorfa di materiale turbinante abbia potuto emergere l'attuale ordinata configurazione planetaria. O l'ordinata configurazione planetaria è una coincidenza oppure il sistema solare è stato organizzato da un qualche meccanismo fisico ancora sconosciuto. In oltre diversi pianeti possiedono un propio "sistema solare" in miniatura sottoforma di sistemi multipli di lune o di anelli come nel caso di saturno. Nel caso degli anelli di Saturno avrei tante cose interessanti da dire riguardo l'autoadattamento e un comportamento cooperativo fra miliardi di particelle che le compongono.la tendenza generale verso la crescente ricchezza e diversità di forme che si incontra nella biologia evolutiva è certamente un aspetto fondamentale della natura , e tuttavia essa  può solo essere sommariamente quantificata , ammesso che ci si riesca. Non può esistere nessuna biologia teorica , per esempio, fondata su affermazioni matematiche esatte allo stesso modo della fisica teorica e non vi è la più debole prova che questa tendenza possa essere fatta risalire alle fondamentali leggi della meccanica , e quindi merita a buon diritto di venire chiamata "legge fondamentale"  (di questa tendenza) . Ciò significa accettare una definizione più ampia del concetto di legge di quella finora ammessa in fisica. In altri termini sto parlando di una legge fondamentale relativa alla natura dell organizzazione della complessità biologica. Ma nel dire questo mi rendo conto che oltre approfondire il concetto di ordine sia necessario approfondire anche il concetto di organizzazione.

Secondo me è tutta una questione psicologica.
Diciamo che le idee sono un pò come le onde di probabilità della meccanica quantistica, con cui condividono la ricchezza  di possedere lo spazio intero, fisico per le une e mentale per le altre, perchè, seppur con diversa probabilità, le particelle cui l'onda viene associata, occupano  ogni punto dello spazio, ma quando fai la misura questa ricchezza si riduce a un punto, il che noi consideriamo cosa buona, essendo psicologicamente inquietante per noi non sapere dove si trovi la particella.
Non ci rassegniamo invece a considerare cosa buona il ''puntualizzarsi'' della ricchezza di un idea quando la usiamo per puntualizzare i fatti.
Così anche quando veniamo a capo della complessità, che da idea vaga nel senso di affascinante nonché carica di potenzialità (finché non si è niente di preciso si può essere qualunque cosa), trovandone un applicazione fisica, quello che ci scombussola psicologicamente è la perdita della sua potenziale ricchezza.
Le idee quando trovano utile applicazione in fisica si banalizzano, per cui converrebbe non affezionarsi troppo ad esse e non porvi troppe aspettative .
Le idee trascendono i fatti e perciò si prestano a spiegarli.
Infatti non si possono spiegare i fatti con i fatti.
Spiegando i fatti le idee non perdono la loro trascendenza, eppure a noi sembra che abbassandosi ai fatti le idee perdano la loro nobiltà, per cui diremo che è vero, c'è una freccia del tempo, ma ve ne è pure un altra, ma quest'ultima abbastanza misteriosa da farci recuperare la ricchezza che l'applicazione dell'idea  sembrava avergli  fatto perdere.

In sostanza secondo me si commette il seguente errore.
Ci inganniamo infatti quando crediamo, applicando con successo una idea ai fatti, di aver precisato meglio quell'idea.
Così ad esempio quando applichiamo con successo l'idea di complessità ai fatti crediamo di aver compreso meglio l'idea di complessità, invertendo però così i ruoli, chiamando i fatti a spiegare le idee, quando è vero il contrario, che sono le idee che servono a spiegare i fatti.
Le cose si complicano poi asseconda che si parteggi per i fatti o per le idee, cosa umanamente comprensibile, ma priva di senso.
Quando con successo si applicheranno le idee ai fatti ci sarà allora chi crederà di aver ridotto le idee ai fatti, e chi crederà di aver ridotto i fatti alle idee.
E' questo il complesso del falegname che crederà sempre il mondo esser fatto di seghe....mentali o meno. 

La reversibilità non è paradigma del reale. Reversibilità e irreversibilità se la giocano quasi alla pari in natura e quel "quasi", a favore dell'irreversibilità, abbiamo denominato entropia.

Citazione di: iano il 07 Settembre 2023, 01:49:13 AMSiamo sicuri che ordine e complessità siano attributi dei sistemi fisici e non riguardino invece la relazione fra osservatore ed osservato?
L'osservatore  giudicherà complesso un sistema di cui non ha il pieno controllo, ma nel momento in cui riuscirà a prenderne il controllo lo dirà semplice.

Certo iano, l'osservatore e osservato fanno entrambi parte dell esperimento che si vuole risolvere e viene coinvolto un elemento di soggettività. Ma non direi che una volta spiegato non lo chiamiamo più complesso. La natura abbonda di strutture complesse che amalgano regolarità e irregolarità ; linee costiere, ammassi stellari, foreste , catene montuose.La materia si manifesta in una varietà di forme apparentemente illimitata.  Ci si chiede; come è possibile  studiarle scientificamente?
La difficoltà fondamentale è data dal fatto che per la loro stessa natura le forme complesse presentano un alto grado di individualità nel senso che siamo in grado di riconoscere un fiocco di neve come tale ma non esistono due fiocchi di neve identici . La scienza convenzionale tenta di spiegare le cose in maniera esatta , in termini di principi generali . Qualuncque spiegazione per la forma di un fiocco di neve o di una linea costiera non può essere di questo tipo.

Citazione di: Ipazia il 07 Settembre 2023, 07:56:07 AMReversibilità e irreversibilità se la giocano quasi alla pari in natura e quel "quasi", a favore dell'irreversibilità, abbiamo denominato entropia.

e che cosa succederebbe se se la giocassero perfettamente alla pari?

Citazione di: Ipazia il 07 Settembre 2023, 07:56:07 AMLa reversibilità non è paradigma del reale. Reversibilità e irreversibilità se la giocano quasi alla pari in natura e quel "quasi", a favore dell'irreversibilità, abbiamo denominato entropia.

Non mi è molto chiaro quello che scrivi.
I fenomeni in teoria irreversibili  mi sembrano eccezioni.
A memoria cito la dieresi magnetica.
Possiamo anche immaginare che i fenomeni siano tutti reversibili, ma l'entropia aumenta perchè in pratica non si assiste in modo spontaneo alla reversione dei fenomeni, e questo è un dato osservativo, anche se ciò si può anche teorizzare tirando in ballo la probabilità, che però è a sua volta un concetto problematico.
Le forze che agiscono su un sistema creano in esso disordine, e le stesse forze  possono agire per riportare ordine, però si osserva che questo non avviene.
L'uso del concetto di ordine è però problematico secondo me, perchè come ho suggerito l'ordine non è un attributo del sistema, ma qualcosa che riguarda la relazione fra osservatore e osservato.
Un sistema ordinato è un sistema facilmente descrivibile rispetto ad uno disordinato, però la descrizione la facciamo noi, non è insita già nel sistema, per cui suggerisco che affermando che il sistema è ordinato noi proiettiamo sul sistema le nostre capacità descrittive.
E' un pò una provocazione la mia, sia chiaro, che non è obbligatorio raccogliere.

Più in generale credo che dietro alle nostre percezioni, scientifiche o meno, c'è sempre  un non detto, o in alternativa un detto non del tutto ben definito, e che il compito della filosofia sia provare ad esplicitarlo, e siccome questo non esplicitato, per quanto lo esplicitiamo, in parte sarà sempre presente, la filosofia non smetterà di essere attuale.
In sostanza l'autentica metafisica non credo sia quella di cui parliamo, ma quella di cui non sappiamo dire, e che pure agisce.
E' questa ignoranza ''funzionale'' che ci permette di scambiare in modo naturale la descrizione della. realtà con la realtà.
Questa ignoranza è la madre di tutte le evidenze e di tutte le ovvietà, senza differenza sostanziale fra quelle scientifiche e non.
Ordine e complessità fanno parte secondo me di quel detto non ben definito.
Sembra evidente che i sistemi fisici posseggano un ordine intrinseco, però magari non è proprio così, o quantomeno non mi pare sia cosa che sia stata dimostrata esser vera.

Il fenomeno irreversibile che più ci riguarda è il passaggio vita-morte. Ma anche una fissione nucleare è decisamente irreversibile. Oppure i classici fenomeni di conversione di energia meccanica ed elettrica in calore da cui sono nati i concetti termodinamici di entropia e rendimento.

Quando si ragiona di fisica, e scienza in generale, bisogna avere chiaro il concetto di sistema onde evitare svolazzi metafisici che complicano   i discorsi e li estendono oltre il lecito qualificabile e quantificabile. Complessità sì, ma con misura.