Etapele de evolutie ale Universului
Un astfel de eseu, dar cu titlul - Legea Cresterii Complexitătii vs Legea Cresterii
Entropiei (85 pag, 2018) – a fost ȋnsotit si de câteva relatii matematice.
Aici, acestea se ȋntâlnesc doar ȋn anexele de la sfârsit. Aproape toate afirmatiile (principiile, legile si
consecintele care stau la baza functionării Universului si a Vietii) din acest eseu sunt culese
din lucrările de specialitate ale cercetătorilor din domeniu. O sinteză a acestora, având
titlul – Legile Fundamentale ale Universului si Vietii (420 pag, 2016-2018) poate avea un
scop de informare stiintifică, la nivel mediu. Pentru detalii, am ales o bibliografie existentă
ȋn librăriile din tară, cu traduceri ȋn limba română.
Înainte de lecturarea unei astfel de sinteze sau a cărtilor din bibliografie, fiecare cititor
are o conceptie, mai mult sau mai putin apropiată de adevăr, despre evolutia Universului si
a Vietii. După lecturare, se speră ca această conceptie să tindă (la cât mai multe persoane)
către adevărurile stabilite de cercetătorii în fizica fundamentală.
Ca urmare, oamenii vor
contribui mai eficient la aplicarea legii Cresterii Complexitătii, indiferent de domeniul în
care lucrează, vor putea lua decizii mai bune în legătură cu activitatea din societate, în
alegerea profesiunii si în formarea unor principii morale.
În acest eseu prezint modul personal de întelegere a lucrărilor autorilor mentionati în
bibliografie si consecintele deduse din acestea. Îmi asum si unele erori de întelegere pe care
voi căuta să le elimin într-o editie viitoare.
Pentru a-mi forma o imagine despre adevărurile (legile) descoperite de fizicieni
(cercetători) voi trece ȋn revistă fenomenele principale care au avut loc de la formarea
Universului –momentul Big-Bang- până ȋn prezent (perioada de 13,7-14 miliarde de ani).
Voi prezenta si unele prognoze ale cercetătorilor pentru viitorul apropiat si ȋndepărtat.
Oamenii de stiintă care cred ȋn Dumnezeu (creationistii) consideră că energia din
Univers a apărut din energia pură a Gândului Divin - Marele Plan [31]. Ceilalti oameni de
stiintă (reductionistii) consideră că energia Universului a apărut la ȋntâmplare, din nimic.
Amândouă teoriile trebuie să fie luate ȋn seamă. Numai asa ne putem apropia de adevăr.
Eu cred ȋn prima teorie.
Diferenta ȋntre creationisti si reductionisti există doar ȋn prima etapă – aceea a modului
ȋn care a apărut energia ȋn Univers. În rest, aproape toti oamenii de stiintă sunt de acord.
În anii 1970-1980, o teorie a Universului timpuriu a fost acceptată, a. ȋ. astronomii o
denumesc ,,modelul standard”. Este vorba de teoria ,,Marii Explozii-Big-Bang”. Din
momentul ȋn care s-a produs explozia, a ȋnceput să se formeze spatiul ȋn care există
Universul si să ,,curgă” timpul. Orice punct al Universului are coordonatele - x,y,z,t - .
Am retinut că este destul de probabil ca ȋntregul program al nasterii, evolutiei si
sfârsitului Universului se află plantat ȋn bulgărele initial (poate, de mărimea unei
portocale), de la momentul Big-Bang, sub forma ,,ADN-ului Universal” ȋn care se
amestecă: coerenta cu decoerenta, determinismul cu probabilitatea, procesul neergodic cu
procesul ergodic, binele cu răul, frumosul cu urâtul, viata cu moartea, lumina cu
ȋntunericul, plusul cu minusul etc. Determinismul si coerenta au condus la aparitia
Universului, a galaxiilor, stelelor si planetelor, a vietii pe Pământ – având la bază cele 6
constante universale care sunt de o precizie uimitoare (1. N=1036 – raportul ȋntre forta
electrică si forta de gravitatie din atom, 2. ɛ = 0,007 – proportia de energie eliberată de fuziunea hidrogenului ȋn heliu, 3. Ω=0,3- raportul ȋntre densitatea critică si cea reală, 4. λ=0,7–măsoară antigravitatia, 5. Q=1/105-
raportul ȋntre forta slabă si forta tare, 6. D=3 –numărul de dimensiuni extinse).
Se pare că toate fenomenele, obiectele materiale neȋnsufletite si vietuitoarele au ȋn
nodurile retelei sau ȋn celule, un ADN care le programează existenta. Fiecare fenomen sau
obiect (fiind de natură ondulatorie) are un timp de viată. Universul este un sistem ȋnchis
cu toate că se extinde cu viteza luminii. Numai la ȋnceput (ȋntr-o fractiune de secundă), ȋn
perioada inflatiei, această viteză de extindere a depăsit-o pe cea a luminii. În Univers există
o cantitate de energie – un număr fix de corzi vibrante – si materie care se conservă.
Reteaua de bază a Universului este cea spatio-temporală (x, y, z, t) care este formată
(probabil) din corzi vibrante legate prin noduri (ȋn care se pot găsi si alte dimensiuni)
apărute ȋn timpul de creatie a Universului si de extindere a acestuia. Rigiditatea acestei
retele este foarte mare. Forta de legătură ȋntre nodurile acestei retele este de
10 39 tf ≈10 42 kgf≈10 43 N. Rigiditatea uimitoare a retelei spatio-temporale ne explicǎ de ce
este posibil ca obiecte de masǎ uriasǎ cum sunt stelele si planetele, pot circula prin aceasta,
producând doar o ondulare a ei (teoria relativitǎtii generalizate a lui Einstein). Reteaua
mentionată constituie o infrastructură (considerată fixă) pe care ,,aleargă” celelalte corzi si
brane libere. Din interactiunea lor se formează diverse fenomene si obiecte materiale.
Ochiurile acestei retele au dimensiunea Planck- lp=10-33 cm –cea mai mică distantă
posibilă din spatiul extins 3D. Corzile vibrante au dimensiunea de ~ 10. 10-33cm. Aceste
corzi vibrante pot fi fotoni sau gravitoni (semnale- cuante de energie luminoasă si
gravitatională). Corzile libere se pot uni si ȋnfăsura ȋn reteaua de bază. Când ele sunt
ȋnfăsurate strâns si ȋn alte dimensiuni (7-21 – de ordinul lungimii Planck), atunci sunt
percepute ca materie. Aceste corzi se propagă prin reteaua spatio-temporală cu viteza
luminii fără să fie absorbite de retea. Ele sunt purtătoare de fortă si fac schimb de energie
si informatie ȋntre obiectele materiale deja formate. Obiectele materiale se deplasează prin
reteaua spatio–temporală cu viteze diferite deoarece trebuie să treacă si prin alte
dimensiuni ascunse (ȋn fiecare punct-nod al spatiului 3D).
Obiectele materiale (atomi, molecule, vietuitoare, planete, stele, galaxii, roiuri de galaxii)
formează retele particulare (cu ochiuri fixe sau variabile- de la 10-8 cm la ani- lumină) care
se deplasează prin reteaua spatio-temporală.
În întreg spatiu al Universului sau în orice subspatiu al sǎu actioneazǎ:
- Legea Cresterii Complexitătii (Cresterea Coerentei-Ordinii, Scăderea Entropiei) si
- Legea Cresterii Entropiei (Cresterea Decoerentei-Dezordinii, Scăderea Complexitǎtii).
În ADN-ul Universal existǎ instructiuni-legi, 6 constante fin determinate si cele 4 forte
fundamentale (forta nucleară tare, forta electro-magnetică, forta electro-slabă a
radioactivitătii si forta gravitatională) care au condus la structura Universului actual.
Obiectele materiale mai mici (protoni, neutroni, electroni, atomi), apărute la începutul
existentei Universului, au un timp de viată mai mare decât cele apărute mai târziu în cursul
evolutiei (stele, planete, vietuitoare).
Există o stiintă a complexitătii [41, 42] care s-a născut ȋn anul 1987 prin structurarea
Institutului de la Santa Fe, plecând de la modelarea nelineară a realitătii (Paul Davies).
Îndatǎ ce se formeazǎ obiectele materiale din corzile vibrante, ȋncepe sǎ actioneze Legea
Cresterii Entropiei care distruge, ȋn final, obiectele.
Nodurile retelelor obiectelor materiale sunt atomii. Chiar obiectele materiale si
vietuitoarele pot fi considerate noduri ale unor retele speciale, extinse. Nodurile tuturor
retelelor fac schimb de energie si informatie prin semnale (sau obiecte) care se deplasează
de la un nod la altul sub formă de unde (sau obiecte). Semnalele u(t) se măsoară ȋn fiecare
nod si reprezintă deplasarea nodului (elongatia) fată de pozitia de echilibru, la trecerea
unei unde de forma u(x) prin nod (x-raza care uneste nodul sursă cu nodul receptor).
Forma de undă u(x) se păstrează ȋntr-o retea (domeniu, sistem) omogenă, izotropă,
nedispersivă si pune ȋn miscare nodurile ȋntâlnite pe directia razei. Semnalul u(t, x=ct) si
unda u(x, t=ct) au forme asemănătoare – cea a unui sarpe ȋn deplasare. Amplitudinea uo
(deplasarea maximă fată de pozitia de echilibru – a nodului) este aceeasi la semnal si undă.
Semnalul si unda sunt două forme de manifestare ale aceluiasi fenomen –circulatia energiei
ȋntr-un mediu –retea – sistem- model.
Cu ajutorul constantei de retea k putem aprecia energia (exprimată ȋn Jouli) W= k uo 2/2 .
Semnalul u(t) poate fi descompus ȋntr-o multime de frecvente cu amplitudini diferite
(spectrul de amplitudine). Frcventele pot fi ȋnsumate după o lege de defazare (spectrul de
fază) a acestora si semnalul poate fi refăcut. Spectrul de amplitudine (caracterul
semnalului) contine informatii despre sursa de semnal si mediul prin care se deplasează
unda. Ca exemplu, putem da urechea vietuitoarelor care realizează instantaneu spectrul de
amplitudine, iar nodul (obiectul viu) receptor recunoaste obiectul sursă (decodificând
semnalul) prin schimbul de informatie.
Pentru aprecierea energiei elastice (stand-out-ul) sosită la geofoni (aparate de măsură
punctuală pentru u(t)), dacă se măsoară uo= 3,5-5mm si constanta elastică k a mediului
(din tabele) se detemină o energie care produce falii la suprafata scoartei terestre, ȋn timpul
cutremurelor. Energia determinată poate ajunge la W=300-600 Jouli/m2.
Informatica [41] este o aplicatie a Ştiintei Complexitătii care respectă regulile
programului dat de ADN-ul Universal.
În Informatică resursele sunt:
- Resursele fundamentale :
-Timpul – disponibil pentru executia unui program;
-Spatiul sau cantitatea de memorie disponibilă pentru a stoca date.
Dezvoltări mai recente ale teoriei au arătat că si alte genuri de resurse (complexe) sunt
importante pentru lucrurile care se pot calcula:
-Aleatorismul sau cantitatea de biti aleatori pe care îi avem la dispozitie;
-Paralelismul (prin bifurcatii) sau numărul de elemente de procesare (posibilităti) care
pot opera în paralel;
-Interactiunea sau numărul de mesaje schimbate între două entităti (posibilităti) care se
calculează în paralel;
-Sfaturi de la un oracol (scurtături, evolutie în cerc sau spirală) – subrutină care oferă un
răspuns la o problemă pe care nu stim să o rezolvăm.
Teoria Algoritmilor foloseste, de regulă, resursele fundamentale. Aici nu avem bifurcatii
în procesele de calcul. Complexitatea se desparte de Teoria Algoritmilor prin folosirea
resurselor suplimentare (bifurcatii, interactiuni, aleatorism, oracole). Masinile de calcul cu
resurse suplimentare complexe sunt masini nedeterministe.
Ştiinta Complexitătii- care studiază proprietătile unui sistem complex, cum ar fi
Universul, Pământul sau reteaua (sistemul) socială (sisteme nelineare, polinomiale) diferă
de sistemele complicate (lineare, se pot descompune si reuni prin fragmentare). Sistemele
nelineare nu se pot reface prin însumarea părtilor componente. Sistemul complex are mai
multe proprietăti decât părtile componente. În sistemul complicat, subsistemele
(componentele) pot fi studiate separat, iar suma rezultatelor caracterizează întregul sistem.
La sistemele complicate, dacă se cunosc datele initiale (ex- pozitia, viteza nodurilor) se
poate determina evolutia sistemului. Există relatii cauzale între componentele sistemelor
complicate. Exemple de sisteme (retele) complicate: retele de localităti cu drumuri de
legătură, bilele din jocul de billiard, particulele de gaze dintr-un vas. La sistemele
complicate există, în medie, putine legături între noduri (legături cu nodurile vecine).
Exemple de retele (sisteme) complexe: Universul cu subsistemele - galaxii, sisteme stelare,
planete, obiecte materiale vii sau nevii de pe planete, retelele sociale de pe Pământ, retelele
de aeroporturi, reteaua internet etc. Subsistemele pot fi considerate noduri în sistemele din
care provin. De exemplu, persoanele sau familiile sunt noduri pentru retelele sociale locale
(sate, orase), iar acestea din urmă sunt noduri pentru o retea natională sau globală.
În retelele complexe există noduri speciale numite conectori (au mai multe legături cu
alte noduri decât majoritatea nodurilor). Acestea dau stabilitate retelei în sensul că reteaua
nu se rupe dacă mai multe noduri sunt afectate. Retelele complicate nu au astfel de
conectori [43]. Legăturile între noduri pot fi orientate: cu un sens sau cu ambele sensuri
(întăresc reteaua).
Între nodurile retelelor se face schimb de energie si informatie (sub forma de unde
electromagnetice, elastice, unde biologice etc) sau schimb de obiecte materiale (între
nodurile retelei sociale). Proprietătile nodurilor (parametrii de stare) si felul legăturilor
dintre noduri stabilesc tipurile de retele. Nodurile retelelor functionează ca niste antene de
emisie-receptie ale diferitelor unde (functii de posibilităti ale parametrilor de stare) care
sosesc si pleacă de la aceste componente ale sistemului. Undele sunt solutii ale ecuatiilor de
undă si se deplasează prin retea (după directia unei raze) cu o anumită viteză,
caracteristică retelei.
Sursele de semnal (undă) pot fi externe sau interne fată de reteaua studiată. Principalele
caracteristici cu care se identifică si se măsoară tipul si calitatea fenomenelor ondulatorii
(semnalele înegistrate la noduri) sunt: coerenta, cresterea amplitudinii (stand-outul) si
caracterul.
Coerenta este una din cele mai fecunde notiuni din fizică. Este principala caracteristică a
calitătii fenomenelor ondulatorii. Miscările ondulatorii periodice sunt caracterizate prin
frecventă si fază. Rezultă că atunci când considerăm o multime de noduri care oscilează cu
aceeasi frecventă, comportarea lor depinde în principal de relatiile care există între fazele
(întârzierile) dintre semnalele înregistrate. În cazul în care avem relatii determinate si
permanente între faze (întârzierile semnalelor sunt distribuite după o functie matematică
care generează un anumit proces) suntem în starea de coerentă. Putem spune că multimea
de noduri (modulul) este coerentă si atunci se obtine o calitate nouă, diferită de cea a
nodurilor componente. Deci, coerenta este caracteristică proceselor complexe – evolutive
(dezvoltarea exponentială a calitătii proceselor). Coerenta este legată de cresterea ordinii
în retelele complexe, iar incoerenta determină procesele de dezordine (cresterea entropiei).
Exemple de relatii coerente: laserii si maserii care se obtin prin aducerea în fază a fotonilor
emisi de o sursă de unde electro-magnetice. Maserii functionează în domeniul radio -
frecventelor (unde hertiene cu f< 1012s-1), iar laserii în domeniile spectrale de infrarosu,
vizibil si ultraviolet. Semnalele elastice (seismice) sosite de la un strat orizontal sunt
distribuite pe o hiperbolă si formează un modul de semnale coerente. Prin decodificarea
înregistrărilor se obtine o imagine a structurii scoartei terestre, cât si date despre
constitutia litologică. Molecula ADN din celulele vii, în care se găseste programul de
formare a tuturor organelor unui organism viu are o coerentă a semnalelor definită de o
spirală.
Standout-ul se referă la mărirea bruscă a amplitudinii în momentul sosirii energiei
coerente. Într-un sistem (retea) există un zgomot de fond (semnale necoerente sosite de la
diferite surse externe sau interne sistemului). Standout-ul se măsoară prin raportul semnal
coerent/zgomot necoerent. În acest fel se apreciază si energia semnalului care nu trebuie să
depăsească energia de legătură dintre noduri, caz în care se produce ruperea retelei. Ca
exemplu, energii mai mari de 500-600 J/m2 ale undelor elastice (seismice) sosite la nodurile
(atomii) rocilor produc ruperea retelei – crăpături sau falii la cutremure puternice.
Caracterul semnalului se referă la o deosebire aparentă a formei de undă care
caracterizează un eveniment particular. Caracterul este definit de spectrul de amplitudine
(timbrul) si spectrul de fază. Urechea omului si a animalelor realizează analiza spectrală
(timbrul) instantanee a vocilor sau zgomotelor. Organele de simt ale vietuitoarelor care au
evoluat timp sute de milioane de ani sunt niste ,,scurtături” – module specializate (noduri
de celule) care ne ajută la formarea rapidă a unor imagini-modele despre obiectele si
procesele cu care intrăm în contact. Analiza de frecventă a semnalelor care circulă prin
retea poate evidentia paternuri (modele) pentru evenimente scurte, precursoare ale unor
transformări critice.
Există mai multi parametri de stare care caracterizează un sistem (retea): masa
nodurilor-M, temperatura-T, presiunea între noduri-P, energia (forta) de legătură dintre
noduri- Wl , pozitia nodurilor în retea -x,y,z- , viteza initială vo a nodurilor etc. Variatia ȋn
timp a acestor parametri conduce la obtinerea curbelor de posibilitate – semnale care se
propagă prin retea sub formă de unde.
La vietuitoare si în special la oameni (noduri în retelele sociale) apar si alti parametri de
stare: foamea, mirosul, durerea, afectiunea, ura, talentul, constiinta etc. Curbele de
posibilitate ale acestor parametri au fost stabilite ca solutii ale programului ADNUniversal
si memorate a. î. prin repetarea căilor de explorare (experimentare) timp de sute
de milioane de ani au condus la specializarea unor module (ansamblu de celule-noduriorgane).
Programul Universal a folosit resursele complexe (aleatorismul-curbele de
posibilitate desfăsurate în ciclu sau spirală, bifurcatiile, interactiunea între curbele de
posibilitate). Dacă nu ar fi existat aceste resurse în programul ADN-Universal care
dirijează evolutia exponentială a Universului si a retelei sociale, nu ar fi fost posibilă
aparitia galaxiilor, planetelor si a vietii în acest interval de timp de 13,7-14 miliarde de ani
6. ETAPELE DE EVOLUŢIE ALE UNIVERSULUI
de la aparitia Universului. Organele specializate rezultate din experimentări (fenomenul de
autoorganizare) sunt folosite ca ,,scurtături”- organe de simt care ajută vietuitoarele să ia
decizii rapide în functie de situatiile de moment si îi permit omului să-si formeze un model
apropiat de realitate. Prin autoorganizare (care se declansează la momentele în care se
îndeplinesc conditiile fizice) se trece de la dezordine la ordine (evolutia sistemelor
complexe). Exemple: momentele (de timp si temperatură) de formare a protonilor,
nucleelor, electronilor din fotoni, obiectelor cosmice, celulelor etc.
Există momente ,,sensibile” de schimbare de fază si/sau bifurcare (procesare în paralel) a
functiilor de posibilitate. Punctele de schimbare de stare si bifurcatiile multiplicate în timp
contribuie esential la proprietătile speciale ale retelelor complexe. Functiile de posibilitate
din sistemele complexe combină determinismul cu probabilitatea în desfăsurarea
proceselor care au loc în sistemele studiate din Univers si conduc la diversitatea căilor de
testare a solutiilor (din programul ADN-Universal) care să asigure evolutia exponentială a
retelelor complexe (crestere rapidă a calitătii parametrilor de stare) ȋn conditiile locale de
desfăsurare a proceselor. Între curbele de posibilitate se pot stabili căi de legătură prin
care se pot face schimburi de energie si informatii.
O proprietate a sistemelor complexe este modularitatea – subsisteme care operează în
paralel pentru un scop general. Celulele îndeplinesc multe functii – lucrează în paralel –
datorită unei organizări modulare. Modulele din celule sunt grupuri de molecule
responsabile de o functie celulară. Modulele sunt conectate prin legături. În companii
economice, grupuri relativ izolate lucrează împreună pentru sarcini specifice. Modularea si
complexitatea (cu conectori) par să intre în conflict cu retelele reale. Nodurile centrale ale
modulelor servesc drept conectori. Apare o nouă notiune – reteaua modulară fără scală
[43]. Se poate genera astfel o retea ierarhică, legarea unor noduri mai mici în alte noduri
mai mari, dar cu mai putine legături. Modularitatea ierarhică permite părtilor sistemului
să evolueze separat. În sistemele naturale modularitatea permite evolutiei să experimenteze
separat functii individuale (se poate creste separat calitatea pieselor unei masini). Impactul
mutatiilor genetice care afectează câteva gene odată este limitat la câteva module.
Dacă o mutatie aduce o îmbunătătire, organismul cu modulul superior se dezvoltă.
Dacă afectarea unei gene scade aptitudinile modulelor, organismul nu va supravietui. Modularitatea
ierarhică face posibil lucrul în paralel. Suntem aproape de primul pas făcut de teoria
generală a complexitătii. Pentru descoperirea legilor care guvernează desfăsurarea
proceselor din retelele complexe trebuie să fie studiate modele de subsisteme cât mai
apropiate de conditiile reale (metoda perturbatiilor) si să experimentăm predictiile care se
pot face din teoriile obtinute în urma studiilor.
Evident, nu putem crea un model al întregului Univers. Ca urmare, componenta probabilistă nu poate fi exclusă din elaborarea teoriilor obtinute pe subsisteme. La o retea aleatorie (complicată) parametrii
care caracterizează legăturile între noduri urmează o distributie clopot (normală, cu scală)
cu un maxim si crestere-scădere exponentială (exemplu- numărul barbatilor în functie de
înăltimea lor). La retelele complexe acesti parametri urmează o distributie polinomială
(fără scală – fără maxim, exemplu- numărul bărbatilor dintr-o comunitate în functie de
numărul de legături pe care le au în retea). Aceasta este o histogramă cu o descrestere
continuă care sugerează că multe evenimente mici (barbati cu putine legături) coexisă cu
câteva evenimente mari (barbati cu multe legături - conectori)[43]. Conectorii determină
stabilitatea retelelor complexe, comportamentul dinamic, robustetea si toleranta la eroare
sau atac al retelei. Distributiile polinomiale determină trecerea de la dezordine la ordine.
Apare fenomenul de autoorganizare (ordonare). Conectorii asigură transformarea
retelelor aleatorii în retele complexe evolutive. Distrugerea majoritătii conectorilor
produce ruperea retelelor complexe.
Actiunea concomitentă a Cresterii Complexitătii si a Entropiei face ca într-un domeniu al
Universului să avem o evolutie în mozaic (evolutii benefice si distructive-involutii) a
fenomenelor si obiectelor (la fel ca la evolutia vietuitoarelor, amestec de evolutii si
extinctii). Altfel spus, există un amestec de întâmplare si determinism în desfăsurarea
fenomenelor.
Particulele de materie (din atomi) sunt numite fermioni : cuarci-protoni, neutroni,
neutrini, electroni, pozitroni. Particulele purtătoare de fortă sunt emise de fermioni si se
numesc bosoni : gravitoni, fotoni, bosoni de etalonare slabă si gluoni. Gravitonii
controlează macrocosmosul (galaxii, stele, planete), iar celelalte microcosmosul (molecule,
atomi, nuclee).
Cercetătorii au stabilit fluxul de calcul pentru formarea fermionilor [5] în primele
fractiuni de secundă de la Big-Bang :
1.Se considerǎ o particulǎ de masǎ (de repaus) m (cuarc, electron, pozitron, proton,
neutron);
2. Se calculeazǎ energia totalǎ a particulei de masǎ m -> Wp=mc2;
3. Se calculeazǎ temperatura de prag a radiatiei fotonilor (care se ciocnesc) din care se
formeazǎ particulele de masǎ m->Tp=mc2/kB , kB =0,00008617 eV/10K constanta Boltzman ;
4.Se calculeazǎ frecventa fotonilor care se ciocnesc la temperatura de prag -> fp= Wp/h,
unde h= 6,62.10-34J.s este constanta lui Planck;
5.Se calculeazǎ forta de prag cu care se ciocnesc fotonii la temperatura de prag.
Fp= 4Π Wp fp/c sau Fp=2 Wp/up ;
6.Se calculeazǎ amplitudinea de oscilatie a fotonului la temperatura de prag. up=c/(2Π fp)
sau up=vc/(2Π fp).
Formarea protonilor la t= 0,00001 s de la Big-Bang:
1.Masa protonului este mpr =0,167.10-26 Kg;
2.Energia totală (de repaus) a protonului este Wpr=1,5.10-10J ;
3.Temperatura de prag Tpr=1,1. 1013 o K;
4.Frecventa fotonilor la ciocnire fpr=1,4.1023 Hz;
5.Forta de prag Fpr= 15.105 N (în bibliografie Fpr= 4,2.105 N, vc>c ?);
6.Amplitudinea oscilatiei fotonului upr ≈ 2.10-16 m.
În intervalul de timp {10-43–10-35]s s-a produs inflatia Universului. Viteza de extindere a
Universului a fost mai mare decât viteza luminii (c=3.108 m/s). Lungimea unui foton este
apreciată la 10-32 cm. Raza nucleului atomic este de ~ 2.10-16 m.
Formarea electronilor s-a produs la t=0,01 s.
Pe fondul general al Cresterii Entropiei (împrăstierea energiei) actionează si Legea
Cresterii Complexitătii în reteaua fundamentală a Universului. Datorită acestei legi, prin
programul ADN-ului Universal, fotonii devin coerenti la temperatura de prag si îsi ascund
energia (ca un arc contorsionat – în alte dimensiuni diferite de - x,y,z) în particule
materiale –protoni, electroni etc. Electronii si protonii nu scapă total de entropie, prin
emisia de fotoni si gravitoni în timpul lor de viată .
Etapele formării electronilor:
1.Masa electronului mel=0,912.10-30kg;
2.Energia totală a electronului Wel = 0,82.10-13J;
3.Temperatura de prag Tel ≈5,9.109 0K;
4.Frecventa fotonilor care se ciocnesc la T el->fel= 1,32.1020 Hz;
5.Forta de prag Fel=4,2.103 N;
6.Amplitudinea oscilatiei fotonului la temperatura de prag-uel ≈ 3,9.10-17 m .
Temperatura Universului T este dată de temperatura fotonilor liberi. Această
temperatură scade cu timpul datorită dilatării Universului (divergenta sferică). Densitatea
fotonilor scade cu timpul. Obiectele materiale ale Universului (galaxii, stele, planete) nu ȋsi
modifică practic dimensiunile ȋn interval de timp relativ scurt. Astfel, aceste obiecte ȋsi
păstrează aproape ȋn ȋntregime energia totală (W= mc2).
Putem spune că formarea materiei din energie este principalul efect al Legii Cresterii
Complexitătii cu scopul obtinerii unui echilibru fată de actiunea Legii Cresterii Entropiei
care împrăstie energia concentrată.
La sfârsitul primelor trei minute de la Big-Bang temperatura a ajuns la 3.108 0K.
Temperatura a devenit atât de scǎzutǎ pentru ca protonii si neutronii sǎ înceapǎ formarea
de nuclee complexe, începând cu deuteriu (un proton si un neutron). Se formeazǎ si cele
mai stabile nuclee usoare de heliu (doi protoni si doi neutroni). Universul dispune ȋn acest
moment de nuclee stabile de hidrogen, deuteriu si heliu. În plus avem fotoni (lumină),
neutrini, antineutrini si un număr mic de electroni.
După procesul de nucleosinteză primordial (primele 3 minute), timp de 700 000 ani, nu s-a
mai ȋntâmplat nimic deosebit, ȋn afara expansiunii si răcirii Universului. După această
Perioadă, temperatura (fotonilor din Univers) a scăzut la 3000 oK. Miscarea violentă a
electronilor s-a domolit, iar nucleele atomice, ȋn special cele de hidrogen si heliu, au putut
captura electronii formând primii atomi neutri electric. Universul a devenit transparent.
Apoi, fotonii produsi la Big-Bang au circulat nestingheriti si Universul a devenit vizibil.
Energia de legătură din atomul de hidrogen este 13 eV = 13.1,6.10-19 J = 20,8 .10-19 J.
Am căutat ca valorile din exemplele de calcul să fie cât mai apropiate de realitate, dar
numai ca ordin de mărime. Nu totdeauna am reusit acest lucru. Am considerat că este mai
important, pentru scopul de informare generală, să prezentăm un flux de calcul complet,
propus de cercetători.
Când temperatura Universului s-a apropiat de 109 oK, forta tare de atractie din nucleu
s-a apropiat de forta el-magnetică (de atractie si respingere). Acest proces a avut loc după
formarea protonilor, neutronilor si electronilor.
Particulele materiale formate ȋn Univers până la T≈ 3000 oK au ȋnceput să se rotească
usor (ȋn jurul aglomerărilor – datorită gravitatiei), apoi din ce ȋn ce mai repede (vezi
piruietele patinatorilor). Cresterea de viteză (forta centrifugă) ar putea echilibra atractia
gravitatională si astfel s-au născut galaxiile rotitoare sub forma unui disc. Gazul de
hidrogen si heliu din galaxii s-a rupt ȋn nori mai mici si a suferit un colaps sub propria
gravitatie. A crescut presiunea si au ȋnceput reactiile de fuziune nucleară. Hidrogenul se
transformă ȋn heliu si este degajată căldură. Căldura determină cresterea presiunii si
oprirea contractiei norilor.
9. ETAPELE DE EVOLUŢIE ALE UNIVERSULUI
Norii mai mici din galaxii au dat nastere stelelor, asemănătoare Soarelui, care rămân
stabile timp ȋndelungat (milioane si miliarde de ani) până se termină fuziunea hidrogenului
ȋn heliu. Energia rezultată produce căldură si lumină. Stelele mai masive ar trebui să fie
mai fierbinti pentru a echilibra atractia gravitatională mai puternică. Ele ȋsi epuizează
hidrogenul mai repede - ȋn 108 ani. Atunci se contractă usor si se formează carbonul si
oxigenul. Apoi steaua poate deveni neutronică, densă sau gaură neagră.
Prin arderea combustibilului de hidrogen si heliu din stele, temperatura acestora a
crescut (5000 – 6000 oK) la suprafată si la milioane de grade ȋn interior. Regiunile
exterioare ale stelelor pot izbucni ȋntr-o nouă explozie – supernova. După formarea
fierului, stelele ȋncep să se contracte. Până la formarea fierului reactiile sunt exoterme,
după care ele sunt endoterme – până la ultimul element (92-100) din tabloul lui Mendeleev.
Restul elementelor din tabloul periodic s-a format la suprafata stelelor. Elementele grele au
fost produse către sfârsitul duratei de viată al stelelor. La explozia stelelor, elementele grele
au fost zvârlite ȋn spatiu si constituie materialul brut pentru următoarea generatie de stele.
Soarele contine 2 % din elementele grele. O parte dintre materialele ȋmprăstiate la
explozie s-au grupat si au format planetele.
Energia particulelor la 3000 oK nu mai depăseste forta el-magnetică. Se formează atomii
(ȋn stele) din sistemul periodic, la suprafata stelelor. Existenta nucleelor stabile care
alcătuiesc cele ~100 elemente ale tabloului periodic depind critic de raportul dintre forta
tare si cea el-magnetică (100).
Formarea moleculelor diferitelor substante din atomii diverselor elemente din Tabloul lui
Mendeleev. Valenta unui element –starea de oxidare – constituie baza formării
moleculelor. Pierderea sau primirea electronilor se face la ciocnirea atomilor cu formarea
de molecule. Procesul prin care se formeazǎ molecule se numeste reactie chimicǎ si
corespunde d.p.d.v. fizic cu ciocnirea inelasticǎ a doi atomi sau molecule, ca urmare a
agitatiei termice. Exemplificǎm formarea moleculei pentru cazul apei. Pentru a forma
configuratia de maximǎ stabilitate a electronilor, oxigenul mai are nevoie de 2 electroni.
Acesti electroni pot fi obtinuti de la 2 atomi de hidrogen. Se formeazǎ molecula de apǎ
(H2O). Atomul de oxigen devine ion negativ, iar cel de hidrogen, pozitiv. Între cei doi atomi
apar forte electrostatice ce vor tine sistemul unit, asigurându-se minimul de energie al
ansamblului. Formarea fazei solide a materiei este determinatǎ de aparitia unor forte de
interactiune între particulele structurale, atunci când acestea sunt apropiate la distante
suficient de mici. Aceste particule pot fi atomi, ioni sau molecule. Pentru a forma o
structurǎ stabilǎ a corpului solid este necesar ca între particule sǎ actioneze atât forte de
atractie cât si forte de respingere. În functie de natura particulelor structurale, distingem
patru tipuri de forte si deci patru tipuri de legǎturi chimice în cristale. Tipurile de legǎturi
cristaline: legǎtura Van-der-Vaals, legǎtura ionicǎ, legǎtura covalentǎ si legătura metalică.
Sunt 7 sisteme de cristalizare si 21 constante elastice în forma tensorială a Legii lui Hooke.
Este interesant de observat că în teoria corzilor se presupune existenta a 7 sau chiar 21
dimensiuni ascunse în nodurile retelei spatio-temporale.
Energiile de legătură din molecule sunt date de energiile necesare ruperii moleculelor ȋn
atomii componen .
Substantele au fost create pe Pământ si alte planete. Ele se găsesc ȋn stările: gazoasă,
lichidă si solidă. Solidele se ȋntâlnesc ȋn stare amorfă sau cristalină.
10. ETAPELE DE EVOLUŢIE ALE UNIVERSULUI
Realizarea unei stări solide impune ca energia totală (Wc + Wp) a elementelor din noduri
(ioni sau molecule) să fie mai mică decât energia acestora ȋn stare liberă. Diferenta ȋntre
cele două stări energetice ale nodurilor se numeste energie de legătură si are valori
cuprinse ȋn intervalul 0,4 – 20.10-19 J.
Legile fizicii sunt simetrice - nu depind de coordonatele (x, y, z, t). Simetria subliniază
ordinea si coerenta Universului. Aceste legi pot fi descoperite si printr-o abordare în
termeni de retele. În acest mod poate fi sudiată evolutia Universului (a naturii), a societătii,
a mediului de afaceri, a retelei de internet, răspândirea virusilor etc. Toate acestea sunt
retele complexe care se supun acelorasi legi.
Desi nu este în totalitate acceptată, teoria corzilor (supercorzilor) este unificată deoarece
presupune că materia si fortele derivă dintr-un singur element fundamental -coarda
vibrantă – de natură energetică. Această teorie include gravitatia, cele 3 forte (tare, slabă si
electro-magnetică) si materia.
Matematica este un limbaj logic riguros si formalizat prin care pot fi exprimate legile
fizice ale Universului. Aceste legi există în Univers, iar matematicienii le descoperă si le
experimentează împreună cu fizicienii. Prin modelarea unor retele ale Universului,
fizicienii apelează la matematicieni si pot dezvolta noi capitole din matematică (de
exemplu- calculul diferential si integral).
Cu ajutorul grupurilor Lie – simetrice (din algebră) pot fi studiate legile retelelor
complexe. De exemplu, permutarea elementelor din grupul Lie este o operatie simetrică (la
fel ca legile fizicii). Dacă considerăm reteaua socială complexă – ca specie care apartine
vietuitoarelr (o specie se defineste prin posibilitatea de a avea urmasi prin împerechere)
atunci, prin permutarea oamenilor, legile sociale nu se schimbă.
Teoria Grafurilor (Euler) este fundamentul matematic al gândirii noastre despre retele.
Graful este o colectie de noduri conectate prin legături. Ansamblul de noduri si legături
formează imaginea unei retele. Constructia si structura grafurilor sau a retelelor
reprezintă cheia întelegerii lumii complexe în care trăim. Teoria Grafurilor este un capitol
al materiei (din matematică) numită Topologie.
Fizicienii consideră că reteaua spatio-temporală este formată din particule elementare de
energie -corzi vibrante-fotoni- care oscilează coerent. Această retea reprezintă
infrastructura pe care aleargă particulele de energie libere (fotoni si gravitoni, fără masă
de repaus) si obiectele materiale (care au masă de repaus). Reteaua de bază, numită si retea
de spin, nu poate fi distrusă (ruptă) decât de energii uriase, apropiate de cea de la Big-
Bang. Tensiunea suportată de reteaua de bază are o valoare colosală 1039 tf = 1042 Kgf ≈
≈1043 N . Corzile din ochiurile acestei retele sunt extrem de rigide. La t = 10-43 s (timpul
Planck) de la Big-Bang, temperatura era de T ≈ 1032 o K. Ochiul de retea are dimensiunea
definită de lungimea Planck lPl = 10-33 cm, cea mai mică unitate de lungime din Univers.
Corzile (fotonii) au lungimea lf ≈ 10. 10-33 cm.
Obiectele materiale formeazǎ o retea care se deplaseazǎ prin reteaua spatio-temporalǎ.
Fiecare obiect are o retea proprie cu distanta între noduri (molecule, atomi) suprapusǎ
peste reteaua de spin. Retelele materiale ale structurilor cosmice sunt retele complexe:
galaxii, roiuri de galaxii, Universul. Legea Cresterii Complexitătii, în astfel de retele,
determină evolutia exponentială a calitătii fenomenelor si obiectelor care apartin acestor
retele. Evolutia exponentială foloseste resursele mentionate si în informatică (retea
complexă), întâlnite si în programele moleculelor ADN ale celulelor vii (retele complexe,
11. ETAPELE DE EVOLUŢIE ALE UNIVERSULUI
module de bază ale vietuitoarelor): aleatorismul sau probabilitatea, paralelismul sau
bifurcatia, interactiunea sau mesajele shimbate între functiile de stare (functiile de
posibilitate ale nodurilor –masa, temperatura, presiunea, pozitia, viteza etc si cele apărute
la vietuitoare – foamea, teama, furia, frica, ura, afectiunea, talentul etc), scurtăturile de tip
oracol – dictionare de răspunsuri instantanee la diverse probleme apărute pe moment
(pericole, oportunităti).
Ca rezultat al Legii Cresterii Complexitătii, obiectele si fenomenele din retelele
(domeniile, sistemele) considerate îsi îmbunătătesc calitatea prin adaptarea la conditiile
schimbate, prin aparitia de functii speciale, prin îmbunătătirea consumului de energie la
cresterea coerentei, prin aparitia a noi parametri de stare superiori (vezi parametrii de
stare apăruti la vietuitoare si mai ales la om).
Resursele din retelele complexe împreună cu cele 6 constante universale (fin definite) au
condus la aparitia galaxiilor, stelelor, planetelor si vietii –dovezi incontestabile ale actiunii
Legii Cresterii Complexitătii. Valorile critice ale acestor constante au ca efect sensibilizarea
schimbării curbelor de stare (curbe de schimbare de fază – apar alte curbe de întârziere ale
semnalelor de la nodurile apropiate, se schimbă coerenta si se produc fenomene noi).
Un exemplu cunoscut de schimbare de fază este înghetarea apei la 0oC. La o anumită
temperatură, diverse substante devin supraconductoare.
Bifurcatiile curbelor de stare sunt caracteristice retelelor complexe. Ele permit
diversitatea căilor (procesarea paralelă) în găsirea solutiilor de evolutie exponentială.
Reteaua unei galaxii. Dacă comparăm o stea ȋmpreună cu planetele proprii cu un atom
(simetria obiectelor materiale), atunci stelele sunt nodurile retelei galactice. Distanta ȋntre
stele defineste dimensiunea ochiului de retea – zeci de mii de ani-lumină. Galaxiile se
deplasează ȋn Univers (prin reteaua spatio-temporală) cu o anumită viteză. Masa Galaxiei
Noastre este MG ≈ 2.1041 Kg .
Energia totală a Galaxiei Noastre (Calea Lactee) este uriasă Wg ≈ MG.c2 ≈2.1041.9.1016 ≈
≈ 18.1057 J .
Energia de legătură ȋntre două stele alăturate din Galaxia Noastră este apreciată prin
raportul Q = 1/105, raportul ȋntre forta tare si forta slabă. Deci, Wleg, G = 18.1057/105 =
≈ 18.1052 J .
Viteza de evadare din Galaxia Noastră este Vcr,G = n.100 km/s , cu n=1-10 .
Reteaua Universului – are ca noduri de retea, galaxiile sau roiurile de galaxii cu
dimensiunea ochiului de retea – distanta ȋntre noduri – de ordinul a sute de milioane de
ani-lumină. Masa Universului este apreciată la MU = 1051 Kg, iar energia WU = 9.1067 J .
Energia de legătură ȋntre roiuri (sau galaxii) este Wleg,U = 9.1062 J.
Universul este omogen la scara distantei ȋntre galaxii.
Viteza de evadare din Univers sau dintr-o gaură neagră trebuie să fie mai mare decât
viteza luminii c = 300 000 km/s .
Energiile de legătură scad ȋn următoarea ordine: ȋntre protoni si neutroni, ȋntre nuclee si
electroni, ȋntre atomi si molecule (la solide, lihide, gaze), ȋntre moleculele substantelor
anorganice complexe, ȋntre moleculele substantelor organice. Fortele de legătură
corespunzătoare sunt : fortele tari, fortele slabe si fortele el-magnetice. Ele sunt transmise
prin particulele purtătoare de fortă: gluoni, fotoni, bosoni. Fortele gravitationale ȋntre
aceste tipuri de noduri sunt neglijabile, datorită masei mici a nodurilor respective. În
12. ETAPELE DE EVOLUŢIE ALE UNIVERSULUI
macrocosmos (planete, stele, galaxii, roiuri, Univers), datorită masei mari a nodurilor (si a
distantei mari ), fortele de legătură dintre ele sunt dominate de forta gravitatională.
Istoria Universului este istoria actiunii legii cresterii complexitătii. Toate obiectele
materiale din Univers, fiind de natură ondulatorie, au un timp de viată (timp e relaxare).
Legea cresterii complexitătii (a coerentei) actionează a. ȋ. obiectele materiale cele mai mici
(elementare - proton, neutron, electron) au cea mai mare densitate de energie, timpul de
viată cel mai mare (timpul de emisie al particulelor purtătoare de fortă cel mai mare),
fortele de legătură dintre ele, cele mai mari. Fenomenele care se petrec ȋn aceste noduri se
petrec ȋn timp foarte scurt.
De exemplu, un proton are durata medie de viată 1032 ani, mult mai mare decât timpul
scurs de la Big-Bang (13,7 miliarde ani). Viata omului este de zeci de ani, iar Pământul are
4,5 mliarde de ani. Soarele va mai dura 4 miliarde de ani.
Supravietuirea obiectelor materiale neȋnsufletite si a vietuitoarelor este o luptă ȋntre
ordine (cresterea complexitătii) si dezordine (cresterea entropiei). ). Cresterea entropiei
câstigă ȋn final. Complexitatea (care presupune si diversitatea – evolutia ȋn diverse conditii
reale) nu ȋnseamnă doar ordine si informatie. Gradul de complexitate micsorează durata
de viată – fortele de legătură ȋntre noduri sunt mai slabe.
Reteaua cristalină este frumoasă, dar plictisitoare. Organizarea unei bacterii este extrem
de interesantă. Aceste judecăti pot căpăta o rigoare matematică. Se caută principiile
generale ale organizării – cresterii complexitătii, ale raportului ȋntre ordine si dezordine.
Complexitatea organizată nu e opusul entropiei. Rezerva finită de entropie negativă din
Univers nu trebuie să impună o limită asupra nivelului de complexitate. Pretul cresterii
entropiei poate fi accidental si nu fundamental. Atunci, urmasii nostri ar putea trăi stări si
mai complexe ale organizării, fără a risipi resursele tot mai putine. Nu trebuie să ne temem
de sfârsitul timpului, dacă va avea loc Marea Implozie (Big-Crunch), dacă el va fi dilatat la
infinit ȋn mintea observatorilor. Viteza gândirii va tine pasul cu prăbusirea accelerată. Spre
disparitie, Universul oscilează ȋn cicluri tot mai violente si mai complexe. Lumea mentală se
va prelungi la infinit.
Nu este ȋntâmplător că complexitatea maximă (cea a fiintelor vii) se găseste la o scară
intermediară ȋntre lungimea Planck (10-33cm) si raza Universului (13,7 miliarde anilumină).
Diametrul Soarelui este de 1 miliard de metri si diametrul nucleului unui atom
este de 1/1 miliard de metri. . Pentru aparitia vietii (proces foarte complex) fenomenele au
durat miliarde de ani.
Fortele de atractie tare si slabă sunt mari si actionează la distantă scurtă (subatomică).
Forta gravitatională este tot de atractie, dar actionează la distantă mare (cosmică) si este
cea mai slabă fortă. Ele se deosebesc prin frecventa, spinul si alte caracteristici ale
particulelor (oscilatiilor) purtătoare de fortă.
Forta el-magnetică este o fortă specială cu două componente (de atractie si respingere) si
actionează la distante atomice-moleculare cât si la distante cosmice. Ea transmite energia
si informatia la distante diferite.
Si este cea mai complexă dintre retelele cunoscute pe Pământ.
Are nodurile formate din oameni (si familii). Oamenii formează o singură specie de
vietuitoare. O specie se caracterizează prin proprietatea de a se putea ȋmperechea pentru a
avea urmasi. Pentru rezolvarea problemelor materiale si spirituale, oamenii se organizează
ȋn grupuri – populatii care trăiesc ȋn localităti, regiuni, tări si pe ȋntreg Globul. Energiile si
fortele de legătură se formează din interesul comun pentru rezolvarea problemelor
materiale (hrană, ȋmbrăcăminte, apărare) si spirituale (muzică, artă, divertisment etc).
O formă superioară (mai complexă) a retelei sociale are ca nod de retea familia (bărbat,
femeie, copii) cu forte de legătură foarte puternice (similare fortelor tari din reteaua
materială). Cunoasterea si ȋntărirea acestor forte (materiale si spirituale) este obligatorie
pentru o societate care doreste o evolutie civilizată. Acesta este obiectul stiintelor sociale si
al institutiilor specializate care trebuie să stabilească strategii si programe complete de
dezvoltare. Cei care ajung să conducă societatea au obligatia să le pună ȋn practică.
Schimbarea frecventă a acestor programe stagnează dezvoltarea socială. Legăturile ȋntre
familii (nodurile retelei sociale) există, dar sunt de zeci si chiar sute de ori mai slabe decât
cele din interiorul familiei. Slăbirea sau destrămarea familiilor conduce la slăbirea sau
destrămarea ȋntregii populatii. Desi mai slabe, legăturile ȋntre familii, ȋnsumate pe
ȋntreaga populatie, conduc la formarea unei retele sociale puternice (asa cum se ȋntâmplă la
cresterea fortei de gravitatie pe planetele mari).
Sistemul Complex se deosebeste de Sistemul Complicat prin sensibilitatea sistemului la
conditiile locale în functie de timp, în sensul că, în conditii putin diferite, se obtin evolutii
extreme de diverse (mutatii, vezi precizia constantelor universale) la care se adaugă
procese de autoorganizare datorită interactiunilor dintre subsisteme. Aceste procese au ca
efect aparitia spontană –nepredictibilă principial- a unor relatii de ordine)[42].
Omului i s-a oferit (de către programul ,,ADN Universal”) momente de schimbare de fază
(bifurcatii) după care poate lua decizii de a alege căile pentru functiile de stare. Alegerea
poate conduce la o cale benefică evolutiei exponentiale a Universului sau la o cale de
distrugere exponentială a acestuia (accelerarea entropiei prin nerespectarea evolutiei naturale).
Alegerea solutiei benefice poate fi asigurată numai prin educatie si legi nationale si
internationale corespunzătoare (dezvoltarea durabilă a Pământului). Pământul este un
sistem compus dintr-un amestec de sisteme naturale (consistente cu dezvoltarea durabilă )
si artificiale (actiuni ale omului pentru asiguarea consumului de energie: tăierea pădurilor,
consumul de combustibili poluatori, folosirea îngrăsemintelor chimice) care se influentează
reciproc. În contextul globalizării, trebuie să fie evaluată sănătatea sistemului Pământ. Este
evident că fenomenele sociale interactionează cu cele naturale. Apar discipline generate de
studii de granită: bioeconomie, biogeofizică, bioelectronică etc. Folosirea acestor discipline
(sinergismul) asigură cunoasterea legilor sistemelor complexe.
Omul reprezintă forma sau modelul cel mai evoluat dintre vietuitoare. Evident că el este
un sistem complex cu nodurile formate din celule – adevărate uzine biologice. Creierul, cel
mai complex dintre organele omului are o influentă deosebită asupra evolutiei acestuia prin
posibilitatea de ȋnvătare de sus ȋn jos (educatie institutională si de familie) si de jos ȋn sus
(experienta individuală de viată ȋn conditiile sociale existente). Prin aceste două moduri,
omul poate influenta evolutia materială si spirituală a retelei sociale.
Aparitia celulelor vii este cel mai important proces de crestere a complexitǎtii. Molecula
ADN (are programul de functionare al celulei) se găseste în centrul celulei, în nucleul care
este învelit într-o membrană. În jurul nucleului se gǎsesc ribozomii- componente ȋn care se
formeazǎ proteinele. În jurul nucleului se gǎsesc membrane intracelulare care structureazǎ
organitele celulei. Mitocondria, un astfel de organit, transformǎ hrana în energie chimicǎ.
Altul este plastida, care transformǎ lumina în energie chimicǎ - proces numit fotosintezǎ.
În exterior, celula este învelitǎ într-o membranǎ celularǎ. Nodurile retelei celulare sunt
genele si proteinele codate de molecula ADN. Legăturile sunt date de interactiunile
biochimice dintre componente. Genele sunt copiate mai întâi în molecula ARN (mesager) si
apoi sunt traduse în proteine. Hemoglobina -complex de proteine- transportă oxigenul în
fluxul sanguin. Reteaua vietii (celulară) are nodurile (gene, proteine, alte molecule)
conectate prin interactiunile fiziologice. Pentru descoperirea rolului functional al genelor
avem nevoie de o hartă a vietii (a celulelor). Multe operatiuni din celulă au modelat-o si au
optimizat-o. În fiecare celulă putem vedea topologia fără scală, o retea mică cu câteva
molecule implicate în majoritatea reactiilor – conectorii metabolismului – în timp ce
majoritatea celulelor participau la una-două reactii.
Cele 10 molecule cu cele mai multe conexiuni sunt aceleasi la majoritatea organismelor.
Apa este cel mai mare conector. Fără molecula de apă reteaua celulară se distruge.
Omul are 30000 de gene- componente ale moleculei ADN. Avarierea genei p53 poate
produce cancer.
Datoritǎ actiunii legii cresterii entropiei, 99% din speciile apǎrute pe Pǎmânt au dispǎrut.
Primele mamifere au apǎrut în urmǎ cu ~210 milioane de ani. Acum 150 mlioane de ani, la
mamifere a apǎrut creierul limbic care se adaugǎ la creierul reptilian deja existent.
Creierul reptilian controleazǎ instinctul de apǎrare si agresivitate. Creierul limbic
monitorizeazǎ mediul extern si intern si le armonizeazǎ prin reglarea proceselor fiziologice,
a. î. corpul sǎ se adapteze la conditiile de mediu. Tot aici este si sediul emotiilor.
În urmǎ cu 5-7 milioane de ani, o maimutǎ antropoidǎ a suferit o mutatie singularǎ, iar
rezultatul a fost un hominid (primat biped) care a reusit sǎ supravietuiascǎ. În urmǎ cu
~1,8 milioane de ani, hominizii din specia Homo-erectus s-au rǎspândit în toatǎ lumea, iar
specia homo sapies (oamenii de azi) au părăsit Africa (acum 200000 de ani) si au populat
Pământul. Prin adaptarea la conditiile de viatǎ diferite s-a ajuns la o uimitoare multitudine
de civilizatii. Aproape toate organele corpului omenesc sunt miniuzine foarte complexe.
Functionarea lor este controlată de creier. Acest control nu este sesizat în totalitate de om.
Creierul a ajuns la faza superioară a complexitătii organismului uman. Creierul este o
retea neuronală, o multime complexă de neuroni care se reconectează în permanentă. Este
evidentiată regula lui Hebb: de fiecare dată când se ia decizia corectă căile neuronale
respective sunt consolidate. Aceasta se face prin întărirea unor conexiuni electrice între
neuroni, ori de câte ori se efectuează cu succes o sarcină. Pentru o retea neuronală practica
este perfectă. Retelele neuronale se bazează pe abordarea de ,,jos în sus”. La om s-a
dezvoltat partea frontală si învelisul exterior al creierului care defineste umanitatea si
guvernează gândirea ratională. Constiinta umană este însusire cu trei componente
fundamentale: recunoasterea mediului înconjurător, constiinta de sine, planificarea
viitorului si stabilirea de teluri.-retele sociale complexe.
O civilizatie este o populatie, o retea socialǎ cu nodurile formate din indivizi sau familii (bărbat, femeie, copii). Aceastǎ retea ocupǎ o suprafatǎ limitatǎ de pe Pǎmânt, cu legǎturi speciale ȋntre noduri. Civilizatia este
cu atât mai evoluatǎ cu cât sunt asigurate mai bine nevoile materiale si spirituale ale
individului si familiei. În acelasi timp trebuie să fie asigurate legăturile între noduri.
Pentru o evolutie corectǎ a societǎtii este nevoie de o stabilire exactă a acestor legǎturi ȋn
ordinea riguroasǎ – individ-familie, interese generale.
În timp, evolutia civilizatiilor este evidentă, ca urmare a actiunii Legii Cresterii
Complexitătii. În aceeasi perioadă s-a evidentiat si actiunea Legii Cresterii Entropiei, a
dezordinii, a involutiei. Această actiune are o componentă naturală (de emisie a
particulelor mesager prin care se stabileste un timp de viată-de relaxare) si o componentă
artificială (sau accidentală) care nu respectă legile fizicii. Omul a tăiat exagerat pădurile, a
produs poluarea aerului, solului si apelor prin idustrializare si războaie etc.
Începuturle agriculturii s-au petrecut în perioada 8000-3500 ani î.Hr. Sursele de hrană
s-au înmultit. Organizarea socială a devenit complexă. Populatia Globului a ajuns la 6
milioane acum 10000 de ani. Oamenii s-au implicat în cresterea de animale domestice, în
plus fată de vânătoare si culegerea de fructe. Pentru a se adapta complexitătii vietii
oamenii încep sǎ se adune în asezǎri stabile, sate si orase si mai târziu în organizatii statale.
Chiar tendinta de globalizare se datoreazǎ cresterii complexitǎtii vietii. Oamenii au
avantajul posibilitǎtilor mari de deplasare care le usureazǎ adaptarea la conditiile de
mediu si la cǎutarea partenerilor de viatǎ. Astfel, evolutia este acceleratǎ. Oamenii
beneficiazǎ de avantajul vorbirii si a altor mijloace de comunicare. Sistemul de educatie de
jos în sus (prin experiente proprii) si de sus în jos (prin educatia de familie si
institutionalizatǎ) accelereazǎ procesul de adaptare si evolutie.
Primele semne de locuire stabilǎ au fost gǎsite în Siria ȋn urmă cu 11500 ani. Au apărut
civilizatii în India, Egipt, China, Grecia, Italia etc. Americanii numesc Ev Mediu
(întunecat) perioda de după destrămarea Imperiului Roman (300-1453). Imperiul
Mongolilor (1210-1350) a ocupat aproape întreaga Asie. Lumea islamică si-a dublat
extinderea în perioada 1000-1500. În 1492, Cristofor Columb a plecat spre America. În
primele douǎ secole de dupǎ cucerirea Americilor de cǎtre spanioli si portughezi, europenii
au dezvoltat o economie capitalistǎ care stǎ la baza lumii moderne. Aurul si argintul au stat
la baza acumulǎrii de bogǎtii pentru europeni. Aceste metale au eclipsat bogatia bazatǎ pe
pǎmânturi. Se dezvoltă comertul cu tot felul de produse. Marile imperii ale sec. XVIII
sunt: China, India Mogulilor, Imperiul Otoman si Imperiul Habsburgic. Apar mari puteri
economice si coloniale ca Anglia si Franta. În perioada 1450-1800 a apărut tiparul cu litere
metalice detasabile. Natura rǎzboaielor s-a modificat datorită aparitiei (1450-1800) flotei
dotate cu tunuri, artilerie de câmp, fortificatii, infanteristi specializati si logistică specială
de supravietuire. Băncile au început să finanteze războaie. Puterea nomazilor a fost
anihilată. În perioada 1750-1800 s-a format o retea comercială mondială. Idustrializarea sa
dezvoltat accelerat din 1750 până în prezent. A crescut populatia si economia. S-au
dezvoltat exponential: inovatiile, productivitatea si sistemul de învătământ. Vestul Europei
a devenit centrul noului sistem economic mondial, prin accelerarea procesului de
industrializare datorat zăcămintelor de cărbune. Au apărut vasele cu abur si căile ferate.
În paralel, s-au dezvoltat sistemele financiare. A crescut productivitatea în agriculturǎ. La
sfârsitul sec. XIX industria americană depăsea pe cea germană. Au început să se
industrializeze Rusia si Japonia.
Electrificarea a început în jurul anului 1890. În 1990, productia de petrol a ajuns la ~ 3 miliarde tone. În 1920, automobilele, telefoanele si radiourile erau foarte răspândite în SUA.
În perioada 1950-2000, SUA a condus procesul de globalizare. În 1944 s-au creat FMI si Banca Mondială. Liga Natiunilor Unite s-a transformat în ONU. După 1945, imperiile coloniale s-au destrămat. În 1980 se formează
Uniunea Europeană. Ştiinta si tehnologia au făcut progrese remarcabile. Antibioticele au
salvat multe vieti. În această perioadă a început explorarea spatiului cosmic.
În 1950 americanii au descoperit codul genetic din moleculele de ADN. În anul 2000 populatia a
crescut la 6,1 miliarde de oameni si existau câteva milioane de PC-uri. Internetul (retea
complexă) permitea accesul la 1,6 miliarde de site-uri. Internetul a sporit importanta
educatiei, a slăbit puterea statului si a intensificat comunicarea între corporatiile
multinationale, între universitari, dar si între grupurile de presiune si teroristi. Multumită
comunicatiilor rapide, oamenii descoperǎ situatiile defavorabile. Se crează tensiuni sociale
pronuntate, cu evolutii neprevăzute.
Din cele de mai sus rezultă că actiunea Legii Cresterii Complexitătii se aplică si la reteaua
socială (la viata oamenilor). Această crestere a complexitătii devine exponentială în cursul
sec. XX si începutul sec. XXI. În acelasi timp, Legea Cresterii Entropiei (dezordinei,
decoerentei) are efecte tot mai vizibile. Datorită industrializării, poluarea aerului si
afectarea stratului de ozon, devin efecte tot mai periculoase. Suprafata pădurilor a scăzut
sub 50% si probabil va continua. Solul s-a deteriorat, apa este tot mai poluată de rezidurile
industriale. A crescut nivelul radiatiilor atât global cât si local. În viitor putem construi o
societate viabilă pe Glob sau vom putea distruge Planeta. În mâna oamenilor stă soarta
Pământului. Ei pot lua măsuri pentru asigurarea echilibrului actiunii celor două legi:
Cresterea Complexitătii si a Entropiei.
Putem afirma că mai multe obiecte din matematică pot fi folosite pentru studierea Legii
Cresterii Complexitătii: Topologia –Teoria Grafurilor, Informatica (cu resursele complexe
folosite în programare) si Algebra –Grupurile Lie-simetrice sau Grupul Permutărilor.
Surogate si avataruri [14, 15, 17]. În viitor se vor crea roboti cu simtire la distantă.
Oamenii vor controla robotii la distantă cu ajutorul mintii. Ochelari speciali ne vor permite
sa vedem ce văd robotii. Robotii pot fi folositi la masini de salvare. Putem spera că se va
,,descărca” integral personalitatea umană într-un computer. Putem deveni nemuritori, dar
vom fi prizonierii computerului. Masinile vor evolua lent pe scara constiintei, datorită
limitelor umane privind viteza de programare. Se vor vindeca multe boli si va creste durata
de viată. Va fi posibil să comandăm organe noi, dezvoltate din propriile celule. Viata se
bazează pe un cod implementat în molecula ADN cu dublă structură elicoidală si lungimea
de 1,8 m. Sunt 3 miliarde de acizi nucleici (adenine, citoza, guanina) care poartă codul.
Proiectul -Genomul Uman- este o piatră de încercare a medicinei. Cândva, fiecare va primi
un CD cu propriul genom- 25000 gene. Biologia este o stiintă a informatiei. În viitor, vom
sti să construim moleculele vietii de la zero. Diferentele de ADN între oameni sunt de 0,1%.
Se pot determina liniile ereditare ale mamei si tatălui. Se poate întocmi o hartă cu migratia
strămosilor. Apare astfel bioinformatica. Dispunând de fragmente minuscule de ADN (din
păr, salivă, sânge etc) s-ar putea determina culoarea părului, etnia, înăltimea, istoricul
medical, înfătisarea etc. Ereditatea si mediul pot determina cum arată o persoană. Se pot
provoca nasteri de organe în locul celor bolnave. Va apărea magazinul de organe. Organul
care pune cele mai multe probleme este creierul. În viitor se vor folosi celule stem - mama
tuturor celulelor. Acestea se pot transforma în orice fel de celule. Fiecare celulă a corpului
contine codul genetic pentru a crea în întregime corpul. Pe măsura maturizării, celulele se
specializează a.î. mai multe gene sunt dezactivate. Celulele stem embrionare păstrează
capacitatea de a recreste orice celulă. Pentru extragerea lor trebuie sacrificat un embrion
(problemă de etică). Celulele stem pot vindeca un număr mare de boli: diabet, boli
cardiace, Alzeimer.
Suntem aproape de primul pas în cunoasterea Legii Cresterii Complexitătii.
Clonarea este construirea unei noi fiinte dintr-o celulă a ei, obtinând o copie genetică.
Clonarea omului nu a fost încă realizată. Exemple de clonări realizate: oaia Dolly-1997,
soareci, capre, porci, câini, cai, vaci etc. Există ferme de clone ale clonelor. Nici primatele
nu au fost clonate. Există însă clone umane - gemeni născuti de aceeasi mamă.
Omul are 5-6 gene cu defecte care produc boli. A apărut terapia genică – când se compară
genele persoanelor sănătoase si bolnave ale unei familii. Poate fi modelat caracterul uman
prin modificarea genelor. Îmbătrânirea se datorează acumulării de erori (creste entropia)
la nivel genetic. Celula este deteriorată. Ruginirea, descompunerea, putrezirea sunt
caracteristici universale. Chiar si Universul va îmbătrâni. Entropia generală creste mereu.
Putem reduce entropia într-un loc, cu conditia să o crestem în altă parte. Scopul este să
micsorǎm consumul de energie pentru cresterea complexitătii.
Molecula ADN este nemuritoare. Această moleculă a apărut acum 3,5 miliarde de ani.
Prin duplicare s-a mentinut până azi. Prelungirea vietii va fi un proces natural. Evolutia
programează animalul să moară de bătrânete. Animalele mai mari au metabolismul mai
lent si trăiesc mai mult. Există si exceptii.
Telomerii (sunt la capătul cromozomilor) actionează ca un ceas biologic. Telomerii sunt ca
fitilul la dinamită. În viitor, nanodispozitivele vor circula prin sânge ca să distrugă celulele
canceroase. Nanoparticulele se autoasamblează în conditii controlate. Ele se pot deplasa
prin artere si îndeplinesc diferite functii medicale.
Există si computer tip ADN. Până în anul 2100 se va crea un ansamblu molecular
–replicator- capabil să creeze orice. În aparat se pun materialele (elementele de bază) si se
porneste. Miliarde de nanoboti transformă materiile prime si apoi le reasamblează într-un
produs nou proiectat. Replicatorul va fi realizarea supremă a ingineriei si stiintei.
Corpul uman are 50000 miliarde de celule si peste 1026atomi. Replicatorul –fabricantul
universal- poate lua hamburgheri si legume si poate da nastere unui bebelus. Procesul este
condus de moleculele ADN. Ribozomii taie si separă molecule în ordinea corectă, folosind
proteinele si aminoacizii din alimente. O enzimă facilitează reactiile chimice.
Dacă se poate obtine orice (chiar si hrană) prin apăsarea unui buton, atunci capitalismul
nu mai functionează; sunt răsturnate relatiile umane. Dispar deosebirile între bogati si
săraci. Dispare conceptia de putere politică. Arta, muzica si poezia vor înflori. În acelasi
timp, societatea poate degenera. Multi oameni pot deveni trântori. Oamenii vor fi apreciati
pentru performantele lor. Problema reducerii consumului de energie se pune tot mai
accentuat, în paralel cu actiunea Legii Cresterii Complexitătii. Se caută stăpânirea celor 4
forte fundamentale. Unele tehnologii, azi imposibile, pot deveni realizabile peste câteva
decenii sau secole.
Există imposibilităti de clasa a I-a: teleportarea, motoare cu antimaterie, telepatia,
psihochinezia. Acestea nu încalcă legile fizicii. Se cer numai rezolvări tehnologice. Ele se
pot realiza în 1-2 secole.
Există si imposibilităti de clasa a II-a: călătorii în timp si în hiperspatiu, în găuri negre.
Acestea sunt la limita întelegerii fizice. Se pot rezolva în milenii sau milioane de ani.
Mai există si imposibilităti de clasa a III-a. Acestea încalcă legile cunoscute ale fizicii. Este
posibil ca în viitor să descoperim si alte legi ale fizicii.
Concluzii. După parcurgerea biblografiei cititorul ȋsi poate forma o imagine asupra
Universului si vietii, cât mai apropiată de realitate. El poate lua decizii mai corecte ȋn
legătură cu activitatea sa ȋn societate, ȋn alegerea profesiunii si formarea unor principii
morale. Omul trebuie să fie constient că face parte dintr-o retea socială. Modul de
functionare a acestei retele determină nivelul de viată al fiecărui nod (individ -familie) si
poate influenta evolutia fenomenelor de pe Pământ. Desi sunt diferiti ca posibilităti si
rezultate ale activitătii lor sociale, oamenii sunt importanti prin atitudinea lor fată de
respectarea legilor fizice si morale. Acest respect se obtine numai prin educatie ȋn familie si
societate. Asa cum ȋntr-o masină fiecare piesă trebuie să functioneze bine pentru ca aceasta
să se deplaseze, tot asa este necesar ca fiecare individ să-si aducă contributia la dezvoltarea
societătii. Extinderea retelei sociale pe tot Pământul (asa numita globalizare) poate fi
benefică numai dacă sunt asigurate necesitătile materiale si spirituale ale nodurilor care o
compun (indivizi-familii, localităti, regiuni, tări). Întărirea legăturilor energetice ȋntre
noduri prin legături pozitive (materiale si spirituale) va conduce la cresterea complexitătii
–progresul pe Planeta Noastră. Dezechilibrul ȋn dezvoltarea anumitor regiuni slăbeste
energia de legătură totală a retelei sociale mondiale. Plecând de la acest punct de vedere al
legilor fizicii, stiintele sociale trebuie să rafineze modelele sociale si teoriile care să conducă
la cele mai corecte solutii pentru societate Prin educatie (de sus în jos-institutional si de jos
în sus, prin experienta personală sau a celor din jurul nostru) se pot micsora foarte mult
cheltuielile pentru formatiunile sociale care se ocupă de activităti neproductive din p.d.v
material si moral (nerespectarea legilor, apărare etc). Este evident, că prin aceste economii
societatea poate progresa. Educatia prin scoli si institutii specializate devine o obligatie si o
onoare. Este cunoscut progresul rapid al tărilor care au investit ȋn educatia morală si
stiintifică (Japonia, Singapore etc).
Nevoile materiale ale nodului de retea socială (individ - familie) sunt limitate. Un om are
nevoie de un număr limitat de calorii pentru hrană, un număr limitat de obiecte de
ȋmbrăcăminte, un spatiu limitat de locuit, un număr limitat de obiecte necesare.
Nerespectarea acestor nevoi (ȋn minus sau plus) slăbeste legăturile energetice ale
individului (-familiei-) si a ale ȋntregii retele sociale. Oamenii nu pot trăi fără minimum de
produse materiale, dar la fel de adevărat este că depăsirea maximului necesar afectează
legăturile energetice din reteaua socială. De exemplu, supraalimentatia poate dăuna
functionării organismului mai mult decât o alimentatie slabă. Tendinta de a acumula
bunuri materiale personale pe care individul le poate folosi ȋn societate cu cheltuieli mai
mici, poate slăbi energia de legătură din societate. Un individ cu venituri mari (obtinute
corect) care ȋsi cumpără un avion, un elicopter sau un alt autoturism de lux pe care le
foloseste de câteva ori pe an, ar fi mai multumit (si energia de legătură din reteaua socială
ar creste ) dacă sumele plătite pe aceste obiecte ar fi fost folosite la repararea drumurilor
care ajung la resedinta acestuia. Orientarea câstigurilor care depăsesc nevoile personale
spre noi investitii necesare societătii poate produce foarte multe satisfactii morale, fără a
afecta conditiile de viată ale individului care are calităti ȋn organizarea activitătilor utile, de
interes general. Legal, fiecare om are dreptul să decidă cum ȋsi foloseste câstigurile
rezultate din munca lui. Orientarea câstigurilor suplimentare spre satisfacerea nevoilor
spirituale (cultură, artă, stiintă, sport etc) este o tendintă de viitor. Oamenii vor fi apreciati
pentru rezultatele lor ȋn aceste domenii. Aceste nevoi vor creste ȋn timp si le vor domina pe
cele materiale. Lupta politică se va diminua. În viitor, nu va mai fi o problemă ca omul săsi
rezolve problemele materiale. Cu o imprimantă alimentată cu elementele din tabloul lui
Mendeleev, fiecare poate comanda orice ȋsi doreste. Dar, până atunci (poate după sute de
ani), trebuie să acceptăm o societate democratică cu calitătile si defectele ei.
.........
ETAPELE DE EVOLUŢIE ALE UNIVERSULUI / -ENERGIE, MATERIE, UNIVERS, VIAŢĂ-
-eseu- realizat de Eugen Dănănău /
Nota Observator ;
Vom continua cu alte eseuri din LEGİLE FUNDAMENTALE ale UNİVERSULUİ si VİEŢİİ
oferite nouă, într-un limbaj accesibil, de cercetători în fizica fundamentală: Einstein,
Feynman, Hawking, Witten, Weinberg, Smolin, Greene, Rees, Livio,
Haisch, Mayr, Kaku, Davies, Brody, C. Stokes Brown, A. Goswami.
SİNTEZĂ realizată de Eugen Dănănău
|
eseu realizat de Eugen Dănănău 4/16/2021 |
Contact: |
|
|
