Cum va explicati capacitatea creierului uman de a crea modele abstracte care, ulterior, se dovedesc a descrie cu acuratete realitati fizice?

Question

Ultimele stiri privind descoperirea (sau nu neaparat) a bosonului Higgs mi-au reamintit aceasta intrebare care ma framanta de mult. Si nu ma refer la calea obisnuita, observatie-experiment-model teoretic, ci la cea inversa, model teoretic-experiment-observatie. In cazul neutrino, Fermi a dedus din calculul unui bilant energetic necesitatea existentei unei noi particule. In urma unor calcule, Higgs a prezis existenta unei noi particule, bosonul care-i poarta numele. Dar si Fermi si Higgs aveau la dispozitie teoria cuantica , instrument care le-a permis sa-si formuleze predictiile, teorie care a urmat calea observatie-experiment-model teoretic. Intrebarea mea se refera la alte situatii. Fizicianul si matematicianul (premiat Nobel) Eugene Wigner afirma ca matematica este "nerezonabil de eficace" in  descrierea realitatii. Adica, de exemplu, abstractele spatii vectoriale ale lui Hilbert s-au dovedit a fi exact aparatul necesar modelarii fizicii cuantice, asa cum geometria neeuclidiana a lui Riemann a fost fix  modelui care sa incapsuleze Teoria Relativitatii Generalizate. Intr-un interviu, matematicianul Roger Penrose se refera la aceste lucruri afirmand ca teorii matematice abstracte dezvoltate din ratiuni mai degraba estetice decat pragmatice, s-au dovedit mai tarziu ca foarte utile descrierii unor realitati observate ulterior. Impingand lucrurile la limita, pentru un plus de expresivitate, as spune ca este posibil ca oamenii sa traiasca sub pamant, sa elaboreze teorii logice, dupa care, iesind la suprafata, sa constate ca au creat formalismele abstracte care descriu de minune Universul tocmai descoperit. Acum mai muti ani am cautat raspunsul in teoria lui Intelligent Design, dar nu am gasit nimic acolo. Pardon pentru expunerea lunga, dar am vrut sa fiu cat mai clar.

Comments

O mica observatie : ce legatura are Intelligent Design cu stiinta ? Sau poate ne gandim la teorii diferite cu acelasi nume.
In rest intrebarea ta e de nota 10 din motive care ar necesita mult mai mult spatiu decat expunerea ta :)

---

Pai nu are nicio legatura. Dar a trebuit sa ma informez ce era cu tevatura asta cu Intelligent Design, ca sa ma lamuresc. Si m-am lamurit repede. Asta prin '91-'92. Am facut mentiunea special, ca sa arat ca anumite abordari vin si din zona misticului, dar acolo nu am gasit nimic :) Cine stie, poate altii gasesc :) !

---

Puiu, dupa cum anticipam, ai deschis un subiect extraordinar de interesant. Este de departe cea mai valoroasa intrebare pe care am citit-o eu pana acum pe Scientia QA.

P.S. Ne-ar trebui aici un specialist in teoria cunoasterii. Avem ?

Answer 1

Cum crează creierul modele abstracte este greu de spus exact, eu cred că performanţa de azi este rezultatul evoluţiei inteligenţei corelate cu ştiinţele şi mai ales cu matematica , iar acestea au putut să evolueze tocmai bazându-se pe o minimă abstractizare (la începuturi), crescând câte puţin, antrenând tot mai mult creierul uman în acest gen de activitate de abstractizare şi virtualizare.

Cel mai performant instrument de abstractizare este matematica. Ea prin esenţa abstractizează şi crează cadre complet eliberate de influenţe, altfel nu poate funcţiona. Reprezintă o formă foarte pură de manifestare a inteligenţei şi a performanţei creierului de a raţiona. Apoi ţine cont că matematica este în continuă evoluţie şi într-o continuă sporire a complexităţii, iar asta aduce în continuare plusuri în eficacitatea ei. E un proces de evoluţie cu un feedback rapid şi eficient.

Având un instrument atât de puternic de abstractizare, aplicabil în absolut toate ştiinţele, iar aşa acestea îşi pot împinge presupunerile chiar şi din perspectivă pur teoretică, mai ales că descoperirile făcute în felul acesta nu au aceeaşi şansă de a fi intuite la nivel de experiment, ca şi altele, pentru că însăşi experimentarea lor este o uriaşă problemă.

Comments

@Luke,prietene ! "...matematica este in continua evolutie ..." Fals ! Omenirea este in continua evolutie.Realizezi diferenta?Matematica nu poate evolua,capacitatea noastra de a o intelege -insa- da ! La fel de gresit este enuntul tau : "Cel mai performant instrument de abstractizare este matematica."Nu crezi ca -dimpotriva- matematica este SINGURUL instrument de concretizare (prin aplicatiile ei) a conceptelor,principiilor,a teoriilor fie ele si/doar materialiste pe cand abstractizarea o regasim mai de graba in literatura,filozofie,etc.?...

---

Bun venit Consiliere. Se anunta o dezbatere interesanta. Simt nevoia sa-l sustin pe Luke.
1. Da, matematica (o constructie abstracta a omului) este in in evolutie, odata cu omul. Ea nu exista in afara noastra, iar noi, evoluand, o pricepem din ce in ce mai bine. Amicus Plato, sed magis amica veritas !
2.Matematica este cel mai performant mijloc de abstractizare, sunt iarasi de acord cu Luke. Numarul, baza a matematicii, este poate prima si cea mai puternica abstractizare. De ex., daca scriu 3, nu mai intereseaza daca sunt atomi, mere, degete, cai. Un vector  descrie o miscare, nu conteaza a ce: zebra, tren, planeta. Gandirea umana a pornit de la vizualizarea concretului si a evoluat in directia desprinderii de nevoia vizualizarii unor obiecte anume, captand esentialul, adica relatiile intre obiecte in timp si spatiu, sub forma unei gandiri abstracte. Filozofia si literatura sunt exemple cat se poate de bune. Dar intre toate exemplele posibile, matematica este "cel mai performant instrument de abstractizare" (Luke). Dar, ca sa ne punem de acord asupra termenilor (la matematica este o regula de fier), propun DEX:
ABSTRÁCT, -Ă, abstracți, -te, adj., s. n. 1. Adj. Care este gândit în mod separat de înfățișarea materială, de exemplele particulare, de ansamblul concret (senzorial) din care face parte; care este detașat de obiecte, de fenomene sau de relațiile în care există în realitate. ◊ Loc. adv. În abstract = pe bază de deducții logice, teoretice, fără legătură cu datele sau cu faptele concrete. 2. S. n. Moment al procesului cunoașterii care constă în desprinderea mintală a determinărilor fundamentale, generale ale obiectului studiat. ◊ Artă abstractă = arta care nu caută să reprezinte elementele realității obiective; artă nonfigurativă, abstracționism. 3. Adj. Conceput în mod prea general, prea teoretic; p. ext. greu de înțeles din cauza lipsei de ilustrări concrete. 4. S. n., adj. (Cuvânt) care are sens abstract (1). ◊ Abstract verbal = substantiv care provine dintr-un verb și exprimă acțiunea verbului respectiv. – Din lat.

---

@Puiu,prietene ! Este evident ca sunt din celalalt film,cel al umanistilor.Am inteles cu "matematica-cel mai performant mijloc de abstractizare",am retinut si cu Dex_ul,te-as ruga sa-mi explici -insa- cum sa denumesc de exemplu arhitectura,sau nu,si mai exact construirea efectiva a unei cladiri (ca proces),altfel decat "o aplicatie CONCRETA a matematicii" si nu o abstractizare a demersului in sine ? Pana si in psihologie (domeniul meu de referinta) avem un foarte clar aport al matematicii in sensul CONCRETIZARII conceptelor prin euristici , procese ale cunoasterii/invatarii/acumularii prin intermediul mecanismelor logicii . Din punctul meu de vedere , matematica VA CONCRETIZA intotdeauna abstractul din jur , dandu-i sens , nume , forma , functie si insemnatate , alocandu-l , catalogandu-l , integrandu-l , aplicandu-l si nu in ultimul rand arhivandu-l . Dupa parerea mea , doar Dumnezeu mai poate face aceleasi chestii pe care le face matematica de la micro la macro ...

---

Legatura dintre construirea unei case si matematica este aceea ca pot folosi un instrumentar abstract, pus la dispozitie de matematica, util pentru realizarea unui obiect concret, casa. Poti da un exemplu de concretizare a unui concept prin mecanisme logice care sa implice operatii matematice, ca sa pot intelege afirmatia din domeniul psihologiei ? De asemenea, "abstractul din jur" in ce consta? Relativ la faptul ca te definesti ca umanist, are umanismul tau o dimensiune antropocentrista ? Daca da, ideea unui abstract in afara omului, care plaseaza omul in subsidiar, in postura de aspirant la intelegerea "abstractului din jur", slabeste umanismul.

---

@puiu,prietene ! 1.Cand studiam eu antropozofia,antropocentrismul era unul dintre elementele/conceptele/tezele fundamentale ale acesteia (cred ca si astazi lucrurile stau cam la fel...)2.Da,pot da "un exemplu de concretizare a unui concept prin mecanisme logice care sa implice operatii matematice" : (asa dupa cum am mai aratat) EURISTICA DE REPREZENTATIVITATE . Acest proces mental opereaza cu APLICATII MATEMATICE ABSTRACTE , CONCRETIZAND reductiile logice rezultate in urma analizei unei perceptii , transformandu-le in CONCLUZII/"CERTITUDINI"/CONVINGERI prin simple operatii aritmetice deductive , acestea fiind -evident- neconstructive neaparat . 3."Abstractul din jur" este abstract pentru fiecare dintre noi -probabil- insa nu pentru toti . Ai fi mirat sa afli ca ceea ce pentru tine este abstract pentru un sistem viu animal sau vegetal nu este de loc asa ... Conform propriilor sisteme de valori/analiza/perceptie , 2+2 nu fac neaparat intotdeauna 4 . Si nu trebuie sa fii musai expert in cuantica pentru a face diferenta intre adevaruri personale si realitate . 5. Umanismul "a fost/este/si va fi slabit" cat va exista omul (sic!) datorita limitelor acestuia  in a-si asuma propriul concret si nu a capacitatii acestuia de a abstractiza , chiar daca are la dispozitie instrumente "artistice" cum este matematica ... Imagineaza-ti prietene ce ar fi fost poezia (daca ar mai fi fost asa cum o stim) fara descoperirea cifrelor acum multe mii de ani . N-ar fi avut iambi , n-ar fi avut rima , n-ar fi avut sens , nu crezi ? ...

---

@Consilierul
Nu era mai simplu să postezi un răspuns la nivelul mult mai detaliat pe care îl doreşti şi pe care-l soliciţi de la răspunsul meu? Modul în care am conceput răspunsul a avut una dintre priorităţi exact simplitatea, nu detalierea foarte mare.
Omenirea este în evoluţie (sau poate în involuţie), dar asta este irelevant într-o anume măsură faţă de evoluţia unei discipline ştiinţifice, existând şi multe criterii şi măsuri ale evoluţiilor celor două categorii, diferite mult între ele. Sigur că există corelări şi dependenţe, dar nu făceam decât să fac abstracţie de ele şi să încerc să evaluez doar matemetica, lucru care se poate face cu orice disciplină, teorie, fenomenologie etc. Că doar vorbim de abstractizare.
 Matematica ESTE un instrument de abstractizare, indiferent cum o învârţi, dar nu e singurul, ci doar cel mai important şi performant, prin faptul că aplicabilitatea conceptelor dezvoltate (aşa cum bine spuneai) este enormă, e universală în ştiinţele EXACTE (de unde crezi ca vine numele ăsta).
Un exemplu: derivata de gradul întâi reprezintă în fizică una din cele mai folosite procedee de evaluare a datelor, variaţia simplă! Viteza, acceleraţia, forţele, temperatura... toate mărimile fizice variaza, iar variaţia lor este esenţială la nivelul analizei fizice. Derivata de ordinul doi o regăsim în fizică ca şi acceleraţia de ex. şi este variaţia de ordinul doi a spaţiului în funcţie de timp sau variaţia simpla (derivata de ordin unu) a vitezei. Aceste variaţii au fost analizate iniţial de fizică, dar matematica este cea care a abstractizat şi super-teoretizat conceptul matematic de derivată, apoi opusul acesteia, integrala... etc, făcând acele concepte utilizabile nu doar în fizică, ci şi în chimie, astronomie, biologie şi oriunde există variaţii. Iar din teoretizarea asta dusă pe planuri tot mai complexe, cu artificii logice din ce în ce mai isteţe, matematica evoluează, câştigă complexitate şi sigur că da, depinde de inteligenţa oamenilor, merge mână în mână cu evoluţia lor. Este un instrument rezultat din evoluţia omului, dar care are evoluţia lui caracteristică.

Answer 2

1. https://sites.google.com/site/sistemicauniversala/cap.3

 2. Jaspers, K., La Culpabilité allemande, Minuit, Paris, 1990

 3. Piaget, J., Epistemologia genetica, Editura Dacia, Cluj-Napoca

 4. Negret-Dobridor, I., Accelerarea psihogenezei, Editura Aramis, Bucuresti, 2001

 5. Honderich, T., Mind and Brain, Clarendon, Oxford, 1990 

 6. Falk, R., "Positive Prescriptions for the Near Future", in WOSPOP, 20, Princeton University Press, 1991 

 7. Cuche, D., La notion de culture dans les sciences sociales, La Découverte, Paris, 1996 

 8. Kierkegaard, S., Abschliebende unwissenschaftliche Nachschrift zu den Philosophischen Brocken, Düsseldorf-Köln, 1957