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COSA E' LA VITA ?

Last Update: 10/5/2013 11:40 AM
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10/5/2013 11:31 AM
 
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I controlli algoritmici genetici e genomici sono fondamentalmente formali, non fisici. Come altri formalismi, possono essere sostanziati in un mezzo fisico di conservazione e trasmissione canalizzata utilizzando un sistema simbolico materiale o commutatori configurabili dinamicamente inerti.

David D’Onofrio [129], Donald Johnson [108], M.Conrad [130], Wang [131],Ramakrishnan e Bhalla [132], Yaakov Benenson [133,134] e molti altri hanno confrontato i sistemi cibernetici artificiali con la cibernetica della vita. Ramakrishnan e Bhalla affermano: “Proprio come i circuiti elettronici complessi sono costituiti da semplici porte logiche booleane, svariate funzioni biologiche, tra cui la trasduzione dei segnali, la differenziazione e la risposta allo stress, spesso usano commutatori biochimici come modulo funzionale.” [132]

In senso vago, si afferma che i “bit” d’informazione nei programmi informatici rappresentano specifici compiti integrati di scelta binaria, svolti intenzionalmente in una successione di nodi decisionali algoritmici. Tecnicamente, un processo algoritmico del genere non può essere misurato in alcun modo mediante bit (–log2P), se non nel senso dell’ingegneria delle trasmissioni. Shannon [135,136] era interessato allo spazio dei segnali, non a messaggi particolari. La matematica di Shannon si occupa solo di combinazioni probabilistiche medie; la FSCrichiede la specificazione di quali sequenze siano impegnate nello svolgimento di una determinata funzione.


I bit in un programma informatico misurano solo il numero di possibilità di scelta binariaessi non misurano né indicano quali specifiche scelte vengono fatte. Elencare le scelte specifiche funzionanti è l’essenza stessa dell’acquisizione di informazioni (in senso intuitivo). Quando acquistiamo un programma informatico, paghiamo le sequenze dei compiti integrati specifici di scelta ai nodi decisionali che ci aspettiamo lavorino per noi. L’essenza delle istruzioni è l’elencazione della sequenza di scelte particolari. Questa necessità definisce il vero obiettivo dei progetti di analisi del genoma.
La vita dipende da algoritmi genetici oggettivi letterali. Gli algoritmi sono processi o procedure che producono un certo risultato richiesto, che si tratti di un calcolo o dei prodotti di vie biochimiche. Processi o procedure dipendono da sequenze di scelte nei nodi decisionali che sono tutt’altro che casuali; per di più, esse non sono “auto-ordinate” da una necessità ridondante di causa-effetto. Ogni successivo nucleotide è un’“impostazione di commutazione” quaternaria. Molte selezioni nucleotidiche nella sequenza non sono critiche; ma quelle “impostazioni di commutazione” che determinano un certo ripiegamento delle proteine sono, in particolare, altamente “significative”. Successioni di commutatori impostate in modo funzionale sono prodotte solo da una pressione selettiva non forzata. Nei processi vitali vi è un aspetto cibernetico che è l’analogo diretto di quello della programmazione informatica. Si dovrebbe porgere maggiore attenzione alla realtà e ai meccanismi di selezione degli algoritmi biologici a livello di nodo decisionale, che è il livello del legame covalente nella struttura primaria. La selezione ambientale si verifica a livello dell’arresto post-computazionale: viene selezionato il fenotipo più adatto precedentemente elaborato.

 

6. La vita riceve istruzioni ed è controllata dall’informazione prescrittiva (PI)

L’informazione prescrittiva (PI) è un sottoinsieme dell’informazione intuitiva o semantica (dotata di significato). L’informazione semantica trasmette messaggi significativi e funzionali da una sorgente a una destinazione (semiosi). “Significativo” implica che il messaggio può essere compreso e messo in atto da un agente ricevitore situato nella destinazione, in fondo a un canale di Shannon.
Adami giustamente sostiene che l’informazione deve sempre riguardare qualcosa [137]. L’“intenzionalità [aboutness, N.d.T.]” è un oggetto di dibattito comune quando si cerca di spiegare cosa rende intuitiva l’informazione [138,139].
Tuttavia, l’intenzionalità è sempre astratta, concettuale e formale; gli sforzi compiuti per definirla in termini puramente fisici hanno frustrato i bio-informatici per decenni [31-34]. La difficoltà di definire e comprendere l’informazione semantica è particolarmente acuta nella genetica [108,140]. Oyamaindica i molti problemi sorti nel tentativo di mettere in relazione l’informazione semantica con la biologia cellulare [141]. Alcuni ricercatori cercano di negare che i geni contengano informazioni significative e vere istruzioni [142-149]. I loro argomenti mettono a dura prova la loro credibilità.
L’informazione semantica, intuitiva, si definisce in biologia informazione funzionale (Functional Information, FI) [150-152]. La FI ha tecnicamente due sottoinsiemi: descrittiva (DI) e prescrittiva (PI) [79]. Purtroppo, molti teorici dell’informazione semantica commettono l’errore di pensare all’informazione funzionale esclusivamente in termini di epistemologia umana, e in particolare di descrizione (DI). Ciò in effetti limita il significato di “funzione”. La DI offre agli esseri umani una valida conoscenza di senso comune circa il modo in cui le cose già sono. Si può affermare che la stessa esistenza rappresenti una forma di funzione. Questo sottoinsieme dell’informazione intuitiva e semantica, tuttavia, sebbene altamente funzionale, è molto limitata e grossolanamente inadeguata per affrontare molte forme di istruzione e controllo.

L’informazione prescrittiva (PI) fa molto di più che descrivere. Solo la PI procura l’informazione su “come fare”. La PI istruisce, guida e controlla. Possiamo descrivere  accuratamente una nuova Mercedes, fornendo nel processo una gran quantità di DI. Questa DI funzionale, tuttavia, non ci direbbe quasi nulla su come progettare e realizzare quella Mercedes. Il termine “informazione funzionale”, così come è usato nella letteratura biologica naturalistica peer-reviewed dal premio Nobel Jack Szostak et al. nel 2003 [150-152], può essere un descrittore del tutto inadeguato dell’informazione su “come fare”, se mancano le istruzioni necessarie per organizzare e programmare operazioni utili sofisticate. La funzione formalepotenziale deve essere disposta in anticipo dall’informazione prescrittiva (PI) tramite la programmazione dei nodi decisionali, non semplicemente descritta a fatto compiuto. Come suggerisce il nome, la PI concepisce e prescrive in modo specifico le operazioni utili.
La PI programma il successo computazionale in anticipo rispetto all’arresto.Se è vero che l’arresto deve essere verificato empiricamente (problema dell’arresto [122,153]), il successo computazionale deve pur sempre essere prescritto prima della sua realizzazione. La pressione selettiva non può farlo (principio GS; vedere la Sezione 12). La PI ci dice quali sono le scelte da fare, oppure registra scelte sagge già fatte [104]. Quando installiamo del software sul nostro computer, stiamo installando PI. Eppure la PI non è limitata alle sole istruzioni; essa può anche generare indirettamente successo computazionale non banale e funzione cibernetica congiuntamente all’elaborazione algoritmica esterna. La PI può essere contenuta nel flusso di dati e nelle istruzioni di elaborazione.
La PI può svolgere “lavoro formale, non fisico”; essa scaturisce da opportuni compiti di scelta fatti in corrispondenza di concreti nodi decisionali. La PI che produce lavoro formale, poi, può essere sostanziata nella realtà materiale per convogliare lavoro fisico dal lavoro formale non fisico [85,88].
La programmazione cibernetica è solo una delle tante forme di PI. Lo stesso linguaggio ordinario, i vari sistemi simbolici per la comunicazione, la logica, la matematica, le regole di ogni genere, e tutti i tipi di algoritmi di controllo e di calcolo sono forme di PI.
L’evidenza empirica che la PI possa nascere spontaneamente dalla natura inanimata è gravemente carente [107.154]. Né il caso né la necessità hanno dimostrato di generare PI non banale [41,42,85,92,104,106,107,154-156]. È la contingenza di scelta, non la contingenza casuale o la legge, a determinare una funzione non banale. La contingenza di scelta è una forma di determinismo. Il determinismo non si limita alla fisico-dinamica; la contingenza di scelta, quando è sostanziata nella realtà materiale, può diventare una vera causa di effetti fisici.

La selezione di particolari sequenze di simboli (sintassi) deve seguire regole arbitrarie imposte. Soltanto quando queste regole sono seguite sia da chi trasmette, sia da chi riceve, un messaggio significativo/funzionale può essere inviato con successo alla sua destinazione (semiosi) [108]. Un messaggio senza senso (ciò che è di per sé un’espressione auto-contraddittoria, priva di significato) non porterebbe a termine alcun obiettivo e non fornirebbe alcuna funzionalità. Non si qualificherebbe perciò, per definizione, come un “messaggio”; in effetti non sarebbe niente altro che un segnale. I segnali non sono necessariamente messaggi: il segnale di una pulsar che si ripete costantemente non è un messaggio significativo, e quindi non è per niente un messaggio. Eppure il segnale di una pulsar è altamente ordinato e strutturato.
I non specialisti in biocibernetica e biosemiotica commettono comunemente l’errore di provare a definire i messaggi in termini di “ordine” o “struttura”. Le strutture prodotte nella sabbia dall’azione delle onde del mare, per esempio, non trasmettono alcun messaggio significativo e non implicano alcuna programmazione cibernetica. Né l’ordine né la struttura sono la chiave del significato, della regolazione, del controllo o della funzione; invece la selezione della funzione potenziale ai concreti nodi decisionali e alle porte logiche lo è. Per calcolare e organizzare il metabolismo e la vita è necessario ricorrere a una PI più concettualmente complessa di quanta ne occorra per generare i nostri sistemi informatici più avanzati. La vita è il più sofisticato di tutti i meta-sistemi integrati.

La PI è molto più dell’informazione semantica intuitiva. La PI richiede anticipazione, “scelta intenzionale”, e la ricerca diligente della “causa finale” di Aristotele nella successione degli effettivi nodi decisionali. La PI istruisce o produce direttamente funzione formale in corrispondenza della destinazione attraverso l’uso di controlli, non semplici vincoli [85,86]. Ancora una volta, o la PI ci dice quali sono le scelte da fare, o registra scelte sagge fatte in precedenza.

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