O abordare a problemei complexităţii naturii şi societăţii

Faptul că natura (1) şi societatea sunt complexe este un loc comun. Acceptăm cu toţii că sunt complexe deoarece avem dificultăţi mari în a explica faptele pe care le observăm, şi avem dificultăţi aproape insurmontabile să prezicem ce se va întâmpla. În ce constă această complexitate este însă o chestiune mai puţin clară. De obicei ne gândim că e vorba de obiect cu o structură foarte complicată, cu foarte multe părţi, părţi de foarte multe feluri şi cu relaţii foarte complicate între aceste părţi.

În această text mi-am propus să arăt că însuşi modul cum gândim obiectele din natură şi societate este divers. Mai precis am să arăt că în ştiinţele care se ocupă de natură şi societate modul de gândire al obiectelor variază de la o etapă la alta a procesului de cercetare științifică. Felul cum variază nu este un semn de incoerență, ci din contră, reflecta modul cum are loc cunoașterea părții din lume cercetată de aceste științe.

La început am să limitez discuţia la două tipuri de obiecte, general acceptate. După ce am să discut problema la modul general am să aplic schema de gândire care foloseşte cele două tipuri de obiecte la biologie și ecologie, iar apoi termenilor “ecosistem” și “unitate a selecției”. În final am să arăt cum anume în modelarea proceselor naturale şi sociale s-ar poate integra cunoaşterea despre cele două tipuri de obiecte într-un unic tip de obiect, mai general decât cele două.

Discuție la modul general cu privire la tipurile acceptate de obiecte

Este admis în filosofie (2) că un obiect poate fi gândite în două moduri fundamental diferite:

·         ca  un substrat cu proprietăți (“ceva” caracterizat de anumite proprietăți observabile de către un observator). De exemplu omul este un animal (ceva care poate avea proprietăți) caracterizat de proprietatea că este rațional. Nu discutăm dacă așa stau lucrurile, nu asta e miza, ci schema fundamentală de gândire a obiectului.

·         ca proprietăți observate caracterizate de o anumită relație între ele. Prin relație se înțelege că unele proprietăți depind de altele într-un mod exprimabil în limbaj comun sau preferabil matematic. Faptul că obiectul este obiect e dat de existența acestor regularități, legi (în cazul obiectelor naturale) sau reguli (în cazul obiectelor instituționale) ale obiectului respectiv, nu de existența unui ceva pe care îl pot arăta cu degetul. Acest mod de gândire e ușor de observat mai ales când nu putem vedea cu ușurință obiectul, de exemplu un stat, sau o organizație. Putem observa tot felul de proprietăți culturale, fizice, și că sunt niște regularități în privința lor, și atunci spunem că avem de a face cu un stat. Dar statul nu îl poate arăta nimeni cu degetul.

Primul mod de gândire este ancorat în structurile gramaticale ale limbajului comun. În orice limbă vorbim despre lume cu subiect și predicat (dacă greșesc îmi cer anticipat scuze lingviștilor). Subiectul se referă la un ceva sau un cineva, căruia îi alocăm niște trăsături anume, predicatele. Acest mod de concepere a obiectelor este accesibil oricărei persoane umane care stăpânește limba sa. Dacă cineva nu poate înțelege un text științific în care obiectele sunt concepute în acest mod el va crede că nu are suficiente cunoștințe despre obiectele și proprietățile respective.

Al doilea mod de a gândi este ancorat în limbajul matematic, în noțiunea de funcție. A pătruns și în gândirea comună acest mod de a gândi, spunem că în funcție de ceva voi face cutare. Dacă observ că anumite proprietăți au anumite valori voi acționa într-un anumit fel. Dacă ploaia e intensă, atunci deschid umbrela. Numărul de umbrele deschise (prima proprietate) observate într-un oraș depinde de cantitatea de apă căzută pe metru pătrat (a doua proprietate). Dar în acest caz nu spunem că avem un obiect format din proprietatea umbrele deschise și apă pe metru pătrat. Însă spunem că avem un obiect format din proprietațile produs intern brut, condiții economice externe, cantități de resurse interne, etc, și anume o economie națională. Modul de a gândi este fundamental același, doar că nu în toate cazurile când avem de a face un set de proprietăți și o relație funcțională între acestea spunem că acela este un obiect, dăm un nume distinct acelei entități, de ex umbreloploi în exemplul de mai sus. Dăm nume când chiar ne interesează obiectul respectiv, vrem să vorbim despre el în limbaj comun, să îi atribuim lui însuși niște proprietăți (economia e amorțită, ba nu, e încălzită, etc).

În general oamenii avizați (filosofii) cred că cele două moduri de a gândi obiectele sunt mutal exclusive din punct de vedere teoretic, ori acceptăm unul și celălat are doar o realitate metodologică, e doar un fel de a vorbi, ori invers. Unii pun accentul pe entități, ele sunt fundamentale, alții pe proprietăți, acestea ar fi fundamentale. Această convingere se bazează pe dorința nemărturisită de a avea ceva fundamental undeva în lanțul gândirii, de la care să pornim modul de a gândi lumea, și chestia asta să fie ușor de înțeles pentru oricine.

E limpede că oamenii decupează ceea ce văd în lucruri. Ca să le poată folosi, cunoaște, transmite această cunoaștere prin limbaj comun. E la fel de limpede acum cu popularizarea științei matematizate că bufnițele nu sunt ce par a fi. Cineva care se ocupă cu fizica nu va nega ideea că bufnițele sunt doar un sistem de particule elementare organizate într-un anumit fel. Dacă vi s-a părut că ați înțeles acest mod de concepere a bufnițelor trebuie să adaug că particulele elementare nu sunt niște obiecte ca ecranul pe care citiți, cu graniți clare în spațiu, ci au asociate niște funcții de undă cu probabilitatea de existență și la o infinită distanță de locul unde observăm acele particule. Strict vorbind bufnițele se extind până la marginea universului, iar doar când le observăm funcția de undă colapsează în locul unde stau ele pe cracă. Asta sunt bufnițele pentru fizicieni. Tot sisteme de particule elementare au fost în anii comunismului și poeții Mircea Cărtărescu și Nichita Stănescu (idolul meu din tinerețe), iar faptul că dânșii au produs niște limbaje poetice total diferite trebuie să aibă vreo explicație în limbajul fizicii entităților fundamentale, doar că mai e de cercetat. Iar dacă vreau să explic disfuncționalitatea României în toamna lui 2014 ca stat peste câteva mii de ani mă voi folosi doar de teorii fizice. Din aceste exemple extreme cred că este evident pentru oricine că undeva pe drumul s-a strecurat o problemă în modul de a concepe lumea la care am făcut apel.

Avem fenomenele externe minții noastre și avem o minte cu care structurăm cumva ceea ce observăm în exterior, în lucruri cu granițe clare în spațiu (primul mod de gândire a obiectelor) și în proprietăți relaționate pe baza unor tipare ale lor observate în timp (al doilea mod de gândire a obiectelor). Ceea ce este fundamental sunt fenomenele și mintea noastră aflate în relație, nu unul sau altul dintre tipurile de obiecte. Tipurile de obiecte par a avea mai degrabă roluri diferite, complementare, în felul cum ne reprezentăm lumea.

Situația în cercetarea biologică și ecologică

O particularitate importantă a acestor domenii este că se ocupă de niște fenomene pe care le poate observa oricine, care se manifestă la scara caracteristică omului ca organism înzestrat cu simțuri (scara mezo), nu la scara micro-universului (molecule), nici la cea a macrouniversului (galaxii). Oricine poate vedea și numi un gândac (organism) sau o pădure (sistem ecologic). Ca rezultat biologul și ecologul pot începe cu ușurință munca lor lucrând cu limbajul comun, cu obiectul ca substrat cu proprietăți. Nu au nevoie de teorii matematizate ca să se apuce de observații în măsură să le confirme existența unor obiecte la care fac referire termenii teoretici din acele teorii (atomi, electroni, etc). Toată biologia până în prima parte a secolului XX a lucrat cu tipul comun de obiecte, a descris proprietățile obiectelor, le-a organizat pe baza acestor și apoi a început să exprime regularitățile observate între diferite proprietăți ale diferitelor obiecte în limbaj comun. Prima lucrare masivă având drept obiectiv exprimarea acestor regularități a fost „Originea speciilor” a lui Darwin.

Din primele decenii ale secolului XX până astăzi limbajul matematic a fost folosit tot mai mult în biologie, mergând până la conceperea completă a unor obiecte biologice și ecologice în termeni de proprietăți cu relații între ele, adică în termenii unui spațiu matematic al unor variabile observate în care obiectul ocupă un anumit loc pe baza restricțiilor dintre modul cum poate varia o proprietate în raport cu alta, fără însă ca acest loc să aibă o semnificație de loc în spațiul fizic, tridimensional. Se lucrează cu noțiunea de spațiu de stare: dacă un obiect are doar două proprietăți spațiul său de stare este vizualizabil ca un plan, dacă are trei poate fi văzut ca un volum, dar dacă are mai mult de trei (și în biologie și ecologie are zeci și sute) atunci nu mai poate fi vizualizat cu ochii, are n dimensiuni, devine un obiect inteligibil doar prin limbajul matematic. Toată biologia sistemică și ecologia sistemică, în general toată modelarea proceselor biologice și ecologice, se bazează pe asta.

Nu ne deranjează că bufnița de la zoo este un sistem de particule elementare care are o probabilitate de existență calculabilă și în galaxia Andromeda, o fi, treaba fizicii, dar ne deranjează foarte mult dacă despre niște obiecte pe care noi le numim în limbajul comun și le delimităm în spațiu clar, o pădure, sau un organism, o știință care se ocupă chiar cu ele, nu cu părți microscopice ale lor, vine și ne arată că nu pot fi delimitate clar în spațiu din punct de vedere al felului cum există, că noțiunea de localizarea și separare netă a sistemelor biologice și ecologice în spațiul fizic, tridimensional, nu este ceea ce le dă identitatea și utilitatea lor ca obiecte în teoriile științifice. Și e firesc să ne deranjeze, pentru că ne subminează schemele de gândire cu care ne descurcăm în viața de zi cu zi. De aceea oamenii de știință când transmit cunoașterea lor publicului larg o vor face în modul de gândire cu subiect și predicat, pe limba stăpânită de oamenii care nu sunt cercetători, revenind astfel la schemele gramaticale de concepere a ceea ce există. Dar asta nu înseamnă că gândirea cu subiect și predicat este cea care dă specificului unei științe mature. O știință matură lucrează în limbaj matematic.

Un biolog sau un ecolog parcurge următoarele etape în munca sa:

1.      pornește de la niște obiecte numite în limbajul comun, pe care le gândește ca substrat cu proprietăți, și începe să le observe folosind simțurile sale sau diverse metode și instrumente bazate pe teorii fizice și chimice. În această etapă toate obiectele sunt în spațiul fizic, iar proprietățile observate sunt caracterizată de o anumită scară spațială și temporală de observare (densitatea populației de urși o pot măsura la scara unor sute de kilometri pătrați cu studii de durata unor ani, dar concentrația unui poluant în sol doar la scara unui decimetru pătrat, a probei de pământ prelevate, cu măsurare la scara de timp a metodei analizei chimice respective).

2.      Caută relațiile dintre proprietățile observate și construiește un obiect de topul al doilea, prin care exprimă regularitățile observate. Acesta este un obiect la fel de real ca cele din limbajul comun folosite în prima etapă, pentru că tiparele observate exprimate în funcții matematice au un caracter obiectiv, surprind ceva din structura lumii în privința modificării lumii în timp, la fel cum indicarea unor limite în spațiul fizic când indicăm un lucru oarecare arată niște omogenități în fenomenele din afara minții noastre la un anumit moment de timp. Fiecare proprietate care a fost observată a necesitat noțiune de spațiu fizic pentru observare, dar obiectul științific constituit în această etapă nu mai are nevoie de noțiunea de spațiu fizic pentru înțelegerea sa.

3.      Transferă cunoașterea de la punctul doi în modul obișnuit de gândire prin producerea unor obiecte inteligibile în limbaj comun, fie pentru publicul larg, fie pentru oamenii de știință care vor să facă alte observații pornind de la noi tipuri de obiecte exprimate ca substrat cu proprietăți. De exemplu, face o hartă cu habitatele defavorabile pentru diverse organisme în România din cauza unor activități umane (poluare, despădurire, etc). Harta va fi folosită de cei care gestionează problemele de mediu, dar și de alți cercetători care vor folosi obiectele delimitate pentru alte observații măsurători (revenire la pasul 1) în vederea elaborării de alte obiecte matematizate (revenire la pasul 2).

Ambele moduri de a gândi obiectele sunt necesare pentru derularea întregului proces de activitate științifică. Din punct de vedere al diviziunii muncii este foarte posibil ca unii biologi și ecologi să se specializeze pentru diferite etape, ba chiar să nu le practice deloc pe celelalte în viața profesională, dar procesul de dezvoltare al acestor științe depinde de toate etapele.

O problemă specifică a biologilor și ecologilor este cum să legi matematic proprietăți observate la scări spațiale atât de diferite și modele dezvoltate pentru proprietăți observate la scări foarte diferite (cum să cuplezi de exemplu modele de dezvoltare a vegetației din munți cu modele climatice, sau cu cele de predicția a inundațiilor în bazinele hidrografice). Proprietățile observate la scară mică (poluarea solului, caracteristicile vegetației) variază mult dintr-un loc în altul la scara la care observi proprietatea de scară mare (densitatea mamiferelor) și procesele de scară mare (climatice, hidrologice). Soluția este folosirea unor obiecte matematice pur metodologice, care nu mai au nici un fel de corespondent în lumea fenomenelor externe, fiind produse de mintea noastră ca să rezolvăm problema. În varianta clasică se folosește teoria statistică și se agregă într-un fel sau altul numeroasele valori măsurate la scară mică în diverși indicatori relevanți la scara măsurătorii de scară mare. În varianta contemporană făcută posibilă practic de dezvoltarea tehnicilor de localizare spațială (GPS) și observare din satelit se folosesc obiecte geografice (câmpuri bidimensionale ale variabilelor măsurat obținute prin interpolare din punctele matematice asociate locurilor unde s-au măsurat variabilele de scară mică), iar în contextul utilizării intensive a tehnicii de calcul numeroase alte obiecte matematice de reprezentare a datelor care să permită calculul numeric eficient.

Observăm că în cazul biologiei și ecologiei obiectul constituit în pasul 2 o să depindă de foarte multe obiecte metodologice matematice înainte să ajungem la o identificare a lui prin structura sa, prin formularea funcțiilor matematice care relaționează proprietățile obervate. Nici măcar proprietățile observate nu vor mai fi caracterizate prin măsurătorile directe din pasul 1, ci în mod necesar avem niște valori derivate prin diverse metodologii. Deși nu vom putea atinge niciodată cunoașterea obiectului real din exterior, deși vom fi capabili să avem doar niște modele ale lui, totuși acceptăm că acesta există, altfel nu am putea înțelege de ce putem constata regularitățile respective.

Tipic biologiei și ecologiei este că există relații între proprietăți observate la scări foarte diferite. Producția de biomasă a unui organism va depinde de proprietăți observabile la scară mult mai mică decât acesta, ale unor macromolecule, dar și de prorietăți observate la scară mult mai mare, a mediului în care se află organismul. Situația este similară pentru organizațiile umane, inclusiv pentru state. Ceea ce diferă sunt doar tipurile de proprietăți, care în cazul societăților umane au în vedere pe lângă cele naturale și pe cele mentale și culturale. Dacă proprietățile din obiectul matematizat ar fi observabile la aceeași scară nu am avea o mare problemă în a echivala obiectul matematizat (proprietăți cu relație funcțională) cu obiectul gândit ca substrat cu proprietăți. Am zice că relația funcțională e între proprietățile substratului și ar apărea doar discuția la ce mai am nevoie de noțiunea de substrat (unii ar zice că deoarece descoperim mereu noi proprietăți și că pentru a înțelege cum e asta posibil avem nevoie să presupune că există un substrat, o substanță, o materie, care să le aibă). Dar obiectele biologice și ecologice, ca și cele sociale, economice, evidențiază că cele două sunt moduri de gândire a realității complementare, care nu pot fi amestecate în aceeași entitate, ci doar a căror folosire poate fi asociată unor etape succesive ale unui proces de cunoaștere.

Înțelegem acum și ce era în neregulă cu bufnița cuantică. Pentru a înțelege cum și când dă din aripi ca să mănânce șoareci nu am nevoie să cuplez proprietățile forma aripei și a ciocului, structura ochiului, cu proprietățile electronilor pe care îi observ în bufnița ca obiect la care se referă acest cuvânt din limbajul comun. În schimb am nevoie să relaționez aceste proprietăți cu niște proprietăți fiziologice și genetice și cu unele legate de mediul de viață al bufniței, de hrana ei, de competitorii ei, etc, iar în urma acestei relaționări bufnița mea se trasnformă într-un sistem de producție organizat la multiple scări în care producția de biomasă și descendenți depinde de niște resurse interne și niște resurse externe.

Datorită scărilor spațiale și temporale foarte diferite la care pot observa proprietățile și la care se manifestă procesele naturale și culturale pe care le înțeleg prin ele există o decuplare parțială între ce se întâmplă la scări foarte diferite. Faptul că trece un avion acum peste București nu mă afectează neapărat cum scriu la tastatură în dimineața aceasta. Dacă însă emite niște poluanți în aer și toate avioanele emit la fel, sau e la joasă înălțime și poluează fonic mă va afecta pe termen lung, însă nu la scara de timp a vieții de zi cu zi. Procesele de scară mică, cum se plimbă oamenii în parc, nu vor fi afectate de frecvența zborurilor, ce fac bacteriile într-o coajă de banană aruncată în pădure nu va depinde de densitatea căprioarelor. Nu are sens să cuplăm toate variabilele într-un singur obiect matematic. Acesta acesta programul holismului ambițios înăuntrul ecologiei sau al economiei. Are sens să relaționăm doar variabilele relevante pentru procesul pe care vrem să îl pricepem, un holism modest. Iar apoi să vedem cum cuplăm obiecte matematice diferite pentru rezolvarea unor probleme mai complexe care depinde de mai multe procese simultan, un holism rezonabil.

Nu mă ajută prea mult nici holismul superambițios, adică să încerc să arăt că toate proprietățile observabile la scări mai mari pot fi înțelese prin ce observ la scară mai mică. Acesta e un program reducționist bazat pe o teorie ierarhică folosită în fizică. El are unele succese în fizică, dar în biologie și ecologie nu e foarte clar dacă poate fi practicat la fel ca în fizică. Dacă proprietățile macroscopice ale unui corp fizic pot înțelege că pot fi explicate și reduse la proprietăți observate la scară mai mică în interiorul său (culoarea făcând apel la structură și la radiația care cade pe și/sau iese din corp, cu diverse teorii în funcție de mecanism), nu pot înțelege cum pot să reduc proprietatea macro densitatea balenelor prin proprietatea micro densitatea planctonului și concentrația nutrienților din apă. Pot să înțeleg corelațiile, regularitățile, dar nu pot să reduc, să spun că balenele sunt doar o aparență pentru ochiul uman ca în cazul culorii. Proprietățile de scară mare biologice și ecologice nu rezultă doar din proprietăți de scară mică. Reclamă teorii distincte pentru explicare lor, de exemplu teorii ale evoluției organismelor.

Teoria dezvoltării durabile (sustainability science) își propune și mai mult, să cupleze obiectele matematizate naturale cu obiectele matematizate economice și culturale. Grea treabă holismul ultrasuperambițios, atâta vreme cât fiecare obiect matemaizat oricum are un grad mare de dificultate în elaborarea lui, relaționând proprietăți observate la mai multe scări, cum am văzut.

Teoria durabilității are două strategii de cercetare. Varianta tare a acestui program de cercetare încearcă și reducerea proprietăților mentale și culturale la proprietăți naturale, altfel spus crearea unor obiecte matematizate care să relaționeze ce avem în minte și ce am scos din ea în cultură cu ce e în natură, respectiv cu creierul și mediul nostru de viață. Acesta e un holism hiperultrasuperambițios, cu un demers teoretic suplimentar față de strictul necesar pentru dezvoltare durabilă. Avantajul lui ar fi că ar furniza un cadru absolut unitar al înțelegerii lumii, dându-ne pace interioară, mulțumire a rațiunii, tihnă. Urmărirea acestui program de cercetare este extrem de folositoare pentru rezolvarea unor probleme de sănătate umană psihică și în cadrul științelor cogniției, dar ca parte dintr-o teorie a durabilității duce la holismul deplasat. Acel holism pentru care a discuta despre bazele energetice al diferenței dintre esteticile poeziilor lui Cărtărescu și Stănescu este ceva care ar putea avea sens în viitorul omenrii. Eșecul lui sau contestarea posibilității lui principiale însă nu afectează problema teoretizării dezvoltării societăților în relația cu natura pe care o folosesc. Pentru această teoretizare avem nevoie doar să constatăm că există o legătură între variabilele biologice și ecologice și cele economice, să o descriem, să o modelăm, și să recomandăm managerilor privați și decidenților, pe limba lor și în acord cu tipul de argumentare la care sunt receptivi să nu taie craca de sub picioare (con)cetățenilor. Nu are nici un rost să insistăm pe reducerea conștiinței la creier (problemă distinctă de fapt, dar lipită de programul de integrare teoretică socio-ecologică) atunci când miza este să nu subminez dezvoltarea societății. Putem cupla un holism rezonabil natural cu unul socio-economic și să vedem ce putem spune la modul serios.

Termenii “ecosistem” și “unitate a selecției”.

Mă duc la un cioban cu oile și îl întreb: Bade, e vreun ecosistem forestier cu puternic impact antropic pe-aici ? Va crede ori că sunt nebun, ori că îmi bat joc de el. Dar dacă îl între de o pădure puternic poluată de o uzină din preajmă îmi va arăta. Voi găsi obiectul identificabil în limbaj comun, cu limite clare, pădurea. Am nevoie de limite clare ca cercetător pentru organizarea măsurătorilor, e o nevoie ce ține de metodologia cercetării, e o necesitate pentru cunoașterea umană. Voi măsura variabile la scări mai mici decât pădurea ca întreg (de exemplu nevertebratele din sol) și la scări mai mari (de exemplu pentru caracterizarea populaților de mamifere mici care folosesc pădurea de și bufnițe care se hrănesc din multe alte locuri). Apoi voi produce un model matematic al circulației poluanților în ecosistem cu care prezic distribuția poluanților provenind de la uzină pe lanțul trofic și îl cuplez cu modelarea posibilelor efecte. Acest pachet de modele cuplate nu mai poate fi pus pe hartă ca atare, dar pot simula cu ele ce s-ar întâmpla dacă populația de păsări răpitoare din zonă ar depinde prea mult de pădurile contaminate, de exemplu în urma unor defrișări în altă parte. Dacă cercetez pajiștile, nu pădurile și produc un obiect matematizat pot stabili în ce zone e bine să nu meargă cu oile badea, sau nu mai mult de un anumit timp din sezonul de pășunat, și să comunic această zonare spațială și temporală, de decupare a lumii folosind obiecte construite ca în limbaj comun, șefului asociației de crescători de animale din care ciobanul face parte. A avea limite spațiale clare e o nevoie ce ține managementul capitalului natural, este o necesitate pentru instituțiile umane.

Ideea de luptă pentru existență, de competiție e o banalitate, vedem cu toții că există în jurul nostru asta. Spunem că există un proces de selecție, o sortare a performanței. Unitățile selecției sunt obiectele exprimate în modul de gândire asociat limbajului comun, substrat cu proprietăți: organisme, oameni, firme, state. Ba chiar și gene, spun unii. Dacă pornind de la această observație preliminară vrem să înțelegem ce se întâmplă într-un mod științific vom fi obligați să constatăm că a vorbi despre competiție înseamnă a vorbi despre obiecte productive, fie naturale, fie culturale sau economice, și că aceste obiecte sunt caracterizabile prin proprietăți observabile la multiple scări, de la scara unor părți interne la cea a unor condiții de mediu care reflectă disponibilitatea unor resurse externe, sau existența unor factori externi care influențează negativ dezvoltarea, proprietățile prin care caracterizăm producția. Lucrarea despre originea speciilor a lui Darwin despre asta vorbește și propune ca lege a organismelor vii legea creșterii cu reproducere. Unitățile selecției naturale și culturale/economice, sunt astfel de obiecte caracterizate de o lege în principiu exprimabilă matematic. Valoarea unui astfel de obiect matematizat în acest caz este doar euristică, de a ne direcționa eforturile. Datorită complexității foarte mari, a multiplelor scări de observare și a relațiilor foarte complicate între proprietăți sunt departe de a putea exprima forma acestei legi, dar trebuie să presupunem că există pentru a da sens eforturilor de cunoaștere. Nu putem spera prea curând să explicăm în limbaj matematic succesul unor organisme într-o populație anume prin apel simultan le gene, la procesul de dezvoltare a organismului și interacția acestuia cu condițiile de mediu în care intră în competiție toate organismele respective. Lucrăm prin modularizare, discipline întregi biologice se ocupă de înțelegerea unor procese de scări specifice, dar toate lucrează pe direcția trasată de Darwin. Facem modele matematice de un holism mai mult sau mai puțin modest, mai mult sau mai puțin rezonabil. În condițiile în care dimensionalitatea sistemului ne depășește capacitățile de cunoaștere separăm seturi de variabile cu scări asemănătoare și facem gambitul către modul de gândire comun, revenim la exprimarea în limbaj comun a unor termeni științifici: în biologie vorbim despre unități ale selecției ca fiind gene, desigur organisme, dar și grupuri și ecosisteme, iar în economie și cultură despre meme, reguli, instituții, firme, până la catalaxii hayekiene. Fiecare dintre acești termeni nu reflectă decât o descompunere a complexității mult prea mari a sistemelor productive ca unități ale selecției. Atât ce sunt unitățile selecției (statutul lor ontologic), cât și cum pot fi cunoscute unitățile seleției (statutul lor epistemic) nu poate fi înțeles decât prin descrierea rolului diferitelor presupoziții de existență în procesul de dezvoltare a cunoașterii științifice.

Cum am putea gândi un tip de obiect mai general decât cele două

Ideea porneşte de la observaţia că pentru cineva care se ocupă cu ştiinţa a vorbi despre obiectele studiate ca fiind “ceva cu proprietăţi” înseamnă a vorbi despre obiecte care sunt ceva diferit de la caz la caz, adică a considera o variabilă “tip de ceva” cu mai multe valori pe o scară nominală în urma unei clasificări. De exemplu pentru zone naturale dacă ceva este pădure codific 1, dacă ceva este pajişte codific 2, pentru organisme din diferite specii codific în funcţie de specia de organism,  pentru oragnisme din aceeaşi specie codific în funcţie de clasa de vârstă, pentru organizaţii codific după tipul de organizaţii, etc. Prin această abodare transform tipul de ceva într-o proprietate, dar de altă natură decât proprietăţile măsurate sau observate direct, şi anume caracterizabilă indirect printr-un algoritm de clasificare bazat pe ceea ce pot observa direct.

Din punct de vedere matematic un instrument util este cel al aşa numitelor automate celulare. “Celulele” se obţin printr-o discretizare, partiţionare, a spaţiului bidimensional sau tridimensional în care se află ceea ce vrem să modelăm. Fiecare celulă (un ceva doar spaţial) are nişte proprietăţi, nişte variabile care îi definesc starea. Fiecare celulă îşi schimbă în timp starea (valorile variabilelor) după anumite reguli care depind de ceea ce se întâmplă în celulă, dar şi în celulele învecinate. La origine automatele celulare au fost create pentru a arăta că reguli foarte simple pot duce la regularităţi spaţiale (eng. patterns) foarte complicate.

Automatele celulare are putea să fie folosite pentru cuplarea obiectelor de tip ceva cu proprietăţi  (rezultate din clasificărea entităţilor din natură) cu obiectele ca proprietăţi cu relaţie unificatoare (rezultate din găsirea regularităţilor pe care le folosim în modelarea proceselor) astfel:

• Se face o discretizare a unei suprafeţe în spaţiul (bi)tridimensional şi se stabilieşte un tuplu format din coordonatele x, y (z), din variabile de stare măsurabile / observabile (abiotice şi / sau biologice şi/sau sociale), şi din variabile de stare care dau clasa căreia îi aparţine entitatea (fiecare unitate de discretizare) ale căror valori se poate stabili doar indirect, prin calcul din celelalte două.
• Fiecărei clase de entităţi i se asociază o lege empirică pentru un anumit tip de proces care ne interesează (de exemplu pentru curgere a apei, eroziune, sediementare, etc).
• Se stabileşte algoritmul de clasificare a unităţilor de discretizare în tipuri de entităţi caracterizate fiecare dintre ele de legi empirice diferite ale proceselor care sunt modelate. Algoritmul face apel la un subset de variabile din tuplu în unitatea de discretizare (locul) ţintă şi în cele din vecinătate. Pe baza clasificării se stabileşte valorea unei variabile de stare nominale din tuplu (tip de entitate, de ex. ecosistem, de unitate geomorfologică - versant, luncă, râu de ordinul n, etc) nemăsurabile direct, sau a mai multora, după cum este necesar pentru a acoperi diversitatea modelelor empirice disponibile pentru diferite procese în biblioteca de modele.
• Fiecare model empiric al unui proces se activează din biblioteca de legi-modele doar la anumite valori ale variabilei nominale relevantă „tip de ceva” stabilită în urma rulării algoritmului.
• Algoritmul de clasificare se rulează la o scară de timp diferită de cea a rulării modelelor proceselor, şi anume după ce valorile variabilelor în funcţie de care se face clasificarea au suferit o modificare mai mare de un anumit prag stabilit pe baza observaţiilor empirice cu privire la heterogenitatea variabilelor folosite în clasificare în populaţia de obiecte clasificate în aceeaşi clasă (criteriile de clasificare fac adesea în ştinţele despre natură şi societate apel la intervale de valori ale variabilelor prin care se face clasificarea ceva-urilor de interes, nu avem clasificări în funcţie de valori precise ale variabilelor, cum este cea a elementelor în chimie).

Concluzii

În ştiinţele despre natură şi societate folosim atât obiectele gândite ca subtrat cu proprietăți, cât și cele gândite ca proprietăți și relație între ele. Ambele sunt constituite prin interacție dintre fenomene și mintea umană. Aceste obiecte de prim ordin au roluri diferite și la fel de importante în procesul de dezvoltare a cunoașterii științifice. Obiectele de tip substrat cu proprietăți intervin în etapele de observare, la simplificarea structurii obiectelor foarte complexe care să fie cercetate modular și la transferul cunoașterii către oamenii obișnuiți. Obiectele gândite ca proprietăți cu relație exprimată matematic folosesc la caracterizarea regularităților observate între proprietăți în timp și, ca ideal de cunoaștere, pentru identificarea legilor naturale sau economice.

Pe lângă obiectele de prim ordin mai intervin în procesul de cunoaștere din biologie și ecologie și obiecte metodologice matematice statistice sau geografice care ne ajută să rezolvăm problema relaționării unor proprietăți observabile la scări foarte diferite, fie în cadrul unui singur obiect matematizat, fie pentru cuplarea mai multor obiecte matematizate într-o abordare holistă rezonabilă, către idealul descoperirii legilor de producție naturală, culturală, economică.

Din punct de vedere matematic ceea ce ne interesează cu privire la ambele tipuri de obiecte ar putea fi cuprinse într-un singur tip de obiect mai general caracterizat atât de variabile observabile în natură sau societate, cât şi de variabile cu valori obţinute prin proceduri de clasificare bazate pe variabilele observabile în natură sau societate. Rămâne de gândit dacă un astfel de tip de obiect mai general, care depăşeşte distincţia dintre ceea ce este cercetat în exteriorul minţii şi ceea ce rezultă din activitatea de individuare şi clasificare a minţii este doar un tip de obiect metodologic, sau este un tip de obiect fundamental în cadrul căruia se pot gândi celelalte tipuri de obiecte prin care încercăm să înţelegem complexitatea naturii şi societăţii.

____

Note

(1)    înţeleasă aici în sens restrâns ca fiind constituită de organismele vii diferite de om cu mediul lor de viaţă

(2)    Armstrong D. M., 2005, Four disputes about properties, Synthese, 144, 309-320