Περιεχόμενα Περιεχόμενα Εισαγωγή: Αυτοοργάνωση, Aνάδυση και Πολυπλοκότητα... 15 Πώς μπορούν τα πράγματα να αυτοοργανώνονται;... 15 Προσπάθεια να δοθεί ένας προκαταρκτικός ορισμός της αυτοοργάνωσης...18 Μονοσήμαντη ανάδυση και πολύπλοκη ανάδυση... 19 Οργανώσεις που γεννούν σημασία (νόημα)... 20 Ιστορικές επισημάνσεις... 21 Ο πρωτοποριακός ρόλος τού Turing και των στροβίλων τού Benard... 22 Η θερμοδυναμική προσέγγιση... 26 Η στροφή στη δεκαετία του 1970... 28 Αυτόματα και κυβερνητική... 30 Η σύγχρονη έννοια της αυτοοργάνωσης... 33 Πολλαπλές εικόνες αυτοοργάνωσης... 36 Δομή του βιβλίου... 40 Κεφάλαιο 1: Μοριακή Bιολογία και Eπιστήμες της Πληροφορίας... 45 Γενετική πληροφορία και πρωτεϊνική σύνθεση... 45 Η συμβολή των επιστημών της πληροφορίας... 46 Οι περιορισμοί σχετικά με τη μεταφορά εννοιών της Πληροφορικής στο πεδίο της βιολογίας... 46 Ανάκληση των θεμελιωδών εννοιών της μοριακής βιολογίας... 48 9
Η αντίληψη για τη ζωή στη μεταγενομική εποχή τι είναι η αυτoοργάνωση Η θεωρία της Πληροφορίας του Shannon εφαρμοζόμενη στα γονίδια...49 Αμφισβήτηση του μοντέλου: «Ένα γονίδιο - ένα ένζυμο - μια ιδιότητα»... 52 Η μεταφορά της έννοιας του γενετικού προγράμματος και οι επεκτάσεις της...54 Το κεντρικό δόγμα της μοριακής βιολογίας... 54 Από τον γενετικό κώδικα στο πρόγραμμα, γέννηση μιας εννοιολογικής μεταφοράς... 56 Τι είναι το γονίδιο;... 59 Η γενετική κληρονομικότητα δεν εντοπίζεται στο γονίδιο... 60 Ένας κακός συλλογισμός... 62 «Δεν υπάρχει η έννοια της ζωής»... 64 Η σημασία της πολυπλοκότητας... 65 Πολυπλοκότητα και περιπλοκότητα (Sophistication)... 67 Κυτταρικός μηχανισμός: Ένα κατανεμημένο πρόγραμμα, το DNA ταυτόσημο με τα δεδομένα... 68 Κεφάλαιο 2: Οργάνωση και Πληροφορία: Πολυπλοκότητα Μέσω Θορύβου... 73 Η πολυπλοκότητα μέσω του θορύβου ως μια αρχή αυτοοργάνωσης... 73 Η οργάνωση, μια ευμετάβλητη έννοια... 74 Ο οργανοποιητικός θόρυβος... 74 Λογικά, υπάρχει αδυναμία αυτοοργάνωσης;... 76 Η ένσταση του Ross Ashby... 76 Η αυτοοργάνωση και το τυχαίο μπορούν να προγραμματιστούν;... 78 Κάποιες εφαρμογές... 79 Πλεονασμός γονιδιωμάτων και νεοδαρβινισμός... 79 Αυτοοργάνωση, ένας εναλλακτικός μηχανισμός εξέλιξης ή συνδεδεμένος με τη φυσική επιλογή... 80 Εγκεφαλική και ανοσολογική αυτοοργάνωση... 82 Οργανοποιητική τυχαιότητα: Μοριακός, κυτταρικός και αναπτυξιακός θόρυβος... 83 Αυτοοργάνωση, μια διεπιστημονική έννοια... 86 Η ζωή και ο θάνατος... 86 Τυχαιότητα, ντετερμινισμός και ελεύθερη βούληση... 88 Αυτοοργάνωση στα ανθρωπιστικά συστήματα... 91 Εξόρμηση στο πεδίο της φιλολογίας... 93 Φιλολογική θεωρία και ιστορία της βιολογίας: Μια βιταλιστική στιγμή...93 Το οργανικό έργο και η κυβερνητική... 94 Θεωρία της καλλιτεχνικής πληροφορίας... 95 Οι γλωσσολογικές μεταφορές στο πεδίο της βιολογίας... 98 10
Περιεχόμενα Κεφάλαιο 3: Ανθρώπινη δημιουργικότητα και δημιουργικότητα της φύσης... 100 Επιστροφή στη βιολογία... 101 Κεφάλαιο 3: Το Κύτταρο ως «Μηχανή Καταστάσεων» Ή ως «Επιγενετικό Αυτόματο»... 103 Η πολυπλοκότητα ενός κυττάρου... 103 Τι είναι μια μηχανή καταστάσεων;... 104 Το κύτταρο: Ένα δίκτυο χημικής διάχυσης... 105 Από το κύτταρο στον οργανισμό... 107 Το κύτταρο, ένα εξελικτικό δίκτυο... 109 Από τη γλωσσική μεταφορά του γεννετικού προγράμματος στη γλωσική μεταφορά των δεδομένων... 109 Προνοητικότητα για τη χρήση μιας γόνιμης μεταφοράς... 110 Γενετική και επιγενετική κληρονομικότητα...111 Τι σημαίνει επιγενετική κληρονομικότητα... 112 Παραδείγματα επιγενετικής κληρονομικότητας... 113 Ένας φορμαλισμός επιγενετικής κληρονομικότητας... 116 Επιγενετική καρκινογένεση... 116 Γενετικές διαγνωστικές... 119 Γονίδια ανάπτυξης και «πρόγραμμα ανάπτυξης»... 121 Η ανάπτυξη του εμβρύου είναι άραγε προγραμματισμένη;... 121 Οι δύο πρώτες ώρες της ανάπτυξης ενός εμβρύου Δροσόφιλας... 121 Μετατόπιση του προγράμματος της εμβρυικής ανάπτυξης... 124 Κεφάλαιο 4: Η Βιολογική Πολυπλοκότητα, Ένα Παράδειγμα των Φυσικών Πολύπλοκων Συστημάτων.. 127 Η πορεία για την ανακάλυψη της πολυπλοκότητας... 127 Επιστήμη της πολυπλοκότητας και πολύπλοκα πειράματα... 128 Μείωση του πολύπλοκου στο απλό: Δοκιμές και περιορισμοί... 131 Σύγχρονες προκλήσεις της πολυπλοκότητας... 132 Τα πράγματα και τα μοντέλα τους... 134 Μοντελοποίηση και αντίστροφη μηχανική... 134 Οι διαφορετικές προσεγγίσεις μοντελοποίησης στους διάφορους επιστημονικούς κλάδους... 135 Η ένταξη της τυχαιότητας στις μοντελοποιήσεις... 137 Ο υποκαθορισμός (sous-determination) των μοντέλων μέσα από τις παρατηρήσεις..138 Ο υποκαθορισμός των μοντέλων: Ένας τρόπος μέτρησης της πολυπλοκότητας... 141 11
Η αντίληψη για τη ζωή στη μεταγενομική εποχή τι είναι η αυτoοργάνωση Φυσική πολυπλοκότητα και λειτουργικός πλεονασμός... 144 Ατομική μεταβλητότητα και δυνατότητα αναπαραγωγής των παρατηρήσεων... 146 Η ιδιαίτερη περίπτωση της βιολογικής μεταβλητότητας... 147 Η εξέλιξη της πειραματικής διαδικασίας στη βιολογία... 149 Προς μια εξατομικευμένη ιατρική;... 151 Κεφάλαιο 5: Συνεχή, Διακριτά και Γενικού Χαρακτήρα Μοντέλα... 155 Συνεχή μοντέλα, ανάλυση και αξιολόγηση... 155 Συστήματα διαφορικών εξισώσεων... 155 Προσφορά και όρια της μοντελοποίησης μέσω συστημάτων διαφορικών εξισώσεων... 156 Αντίδραση των Belousov-Zhabotinsky Συζεύξεις ροής... 157 Δομές του Turing και εφαρμογές συνεχών μοντέλων στη βιολογία... 160 Διακριτά μοντέλα: Δικτυακά αυτόματα... 163 Διαφορές ανάμεσα σε ένα αριθμητικό και σ ένα αναλυτικό μοντέλο... 164 Κυτταρικά αυτόματα και μοντελοποίηση των πολύπλοκων συμπεριφορών... 165 Δίκτυα του Boole και νευρωνικά δίκτυα... 168 Το μοντέλο «Παιχνίδι της Ζωής» του Conway... 169 Μικροσκοπική προσομοίωση ή παράγων (πράκτορας) μοντελοποίησης: Προς μια μοντελοποίηση των ανθρώπινων φαινομένων;... 173 Συλλογική νοημοσύνη και νοημοσύνη σμήνους... 176 Μοντέλα γενικού χαρακτήρα: Από κάτω προς τα πάνω και το αντίστροφο... 180 Μοντελοποίηση με προσέγγιση από κάτω προς τα πάνω (Bottom-Up)... 180 Μοντελοποίηση με προσέγγιση από πάνω προς τα κάτω (Top-Down)... 180 Κεφάλαιο 6: Κατηγοριοποίηση των μορφών αυτοοργάνωσης... 183 Το παράδοξο της προγραμματισμένης αυτοοργάνωσης... 183 Μια προκαταρτική ένσταση... 183 Πώς μπορεί να προγραμματιστεί η αυτοοργάνωση;... 184 Απαντήσεις αναγκαστικά διαφορικές... 184 Δομές και λειτουργίες... 186 Φιναλισμός vs Μηχανισμός... 186 Από την ανάδυση των δομών... 188...στην ανάδυση λειτουργιών... 192 Πολλαπλότητα λειτουργικών αυτοοργανώσεων... 193 Η καταγωγή των σημασιών... 194 Πρώτη κατηγορία: Οι αυτοοργανώσεις με ασθενές νόημα... 195 Μοντέλα συνειρμικής μνήμης και μη επιβλεπόμενης μάθησης... 195 12
Περιεχόμενα Κεφάλαιο 7: Αυτοοργανούμενα δίκτυα από καλλιέργειες νευρώνων... 198 Συνειρμικές μνήμες εν ενεργεία... 199 Δεύτερη κατηγορία: Αυτοοργανώσεις με ισχυρό νόημα... 200 Το πρόγραμμα Soar... 201 Δίκτυα του Boole: Ανάδυση δομών και λειτουργιών... 202 Τρίτη κατηγορία: Προθετικές αυτοοργανώσεις... 207 Ο ρόλος της παρατήρησης, η θέση του παρατηρητή... 207 Μετασχηματισμός μιας αιτιωδούς αλληλουχίας σε διαδικασία... 209 Μια αλληλουχία απομνημονευμένων καταστάσεων: 2001: Η Οδύσσεια του Διαστήματος... 210 Μια νέα σχέση με τον χρόνο... 212 Συνείδηση-Μνήμη. Μη συνειδητή αυτοοργάνωση... 213 Απεριόριστη περιπλοκότητα... 214 Κεφάλαιο 7: Μηχανικό Μοντέλο Προθετικότητας... 219 Μηχανική προθετικότητα ή νοητικές καταστάσεις;... 219 Μια προσέγγιση που έρχεται σε ρήξη με την παράδοση του ιδεαλισμού... 219 Οι δύο σημασίες της έννοιας της πρόθεσης... 220 Η εκούσια πράξη: Δημιουργία σχεδίου, κατευθυνόμενου προς ένα στόχο... 221 Επιστροφή στον πρακτικό συλλογισμό... 223 Η προθετική πράξη ως δυναμική του δικτύου... 224 Μοντελοποίηση της προθετικής πράξης... 226 Ένα αυτοοργανούμενο δίκτυο και μια μνήμη που μαθαίνει... 226 Λειτουργία της ικανοποίησης... 229 Σύζευση των δύο δικτύων... 230 Η εγκυρότητα των επιδόσεων της μοντελοποίησης... 232 Η γονιμότητα του νέου μοντέλου της προθετικής πράξης... 233 Μια προκαταρκτική παρατήρηση της μεθόδου... 233 Το πεδίο εφαρμογών και τα όριά του... 235 Ελάχιστες προαπαιτούμενες ιδιότητες... 236 Είναι άραγε αναδυόμενοι οι σκοποί της προθετικής πράξης;... 237 Η πρόθεση και η πράξη, δύο όψεις της ίδια πραγμάτωσης... 239 Κεφάλαιο 8: Η Προθετική Πράξη Και το Πρόβλημα Σώμα/Πνεύμα... 241 Νευροφυσιολογία των εκούσιων πράξεων... 241 Βραχυπρόθεσμες προθέσεις και άμεση εκτέλεση... 241 Μακροπρόθεσμες προθέσεις και αναβολή εκτέλεσης... 243 Το πρόβλημα σώμα/πνεύμα... 247 13
Η αντίληψη για τη ζωή στη μεταγενομική εποχή τι είναι η αυτoοργάνωση Σπινοζισμός, Νεοδαρβινισμός και Λειτουργισμός... 247 Η έννοια του επισυμβάντος... 248 Το παράδειγμα της αυτοοργάνωσης για να ξεπεράσουμε κάποιες απορίες... 250 Ο σπινοζικός μονισμός... 251 Το «δύσκολο πρόβλημα» της αιτιώδους σχέσης σώματος/πνεύματος... 252 Προς μια σπινοζική «νευροψυχολογία»;... 258 Η θέση των προθέσεων... 259 Ο ρόλος των ατομικών ιστοριών... 259 Η ενεργοποίηση της πράξης... 260 Απόσταση ανάμεσα στην πράξη και τη συνείδηση: Ο ρόλος της μνήμης... 261 Επιθυμία και πράξη... 262 Το ερώτημα της ελεύθερης βούλησης... 262 Κεφάλαιο 9: Επιστροφή στα Πράγματα και στα Μοντέλα που τα Εκπροσωπούν: Κατανόηση και Εξήγηση... 265 Τι σημαίνει επιστημονική εξήγηση;... 265 Οι επιστημονικοί κλάδοι έχουν διαφορετικές εξηγήσεις... 266 Οι νόμοι των φυσικών επιστημών... 266 Πρόβλεψη δεν σημαίνει εξήγηση... 267 Οι γνώσεις για την πολυπλοκότητα και την εξήγηση... 269 Οι δυσκολίες της εξήγησης μέσα από τη μοντελοποίηση... 270 Τι είναι αυτό που αναδύεται κατά την ανάδυση;... 272 Αυτό που αναδύεται και αυτό από το οποίο προκύπτει η ανάδυση... 272 Βιταλιστικές παρεξηγήσεις και φιλοσοφίες της ζωής... 273 Ο στοχασμός της απορροής δεν συνιστά εξήγηση της ανάδυσης... 277 Το είναι ως ιδέα και ως φορέας ιδεών... 277 Μια ορθολογική χρήση της σπινοζικής θεωρίας της επιστήμης... 278 Προς μια νέα σύλληψη για την ανάδυση... 279 Η σκέψη της αυτοοργάνωσης ως πρόκληση και στοίχημα... 282 Ο χρόνος και οι ιδέες για τον χρόνο... 284 Η αιωνιότητα ως η πρώτη εμπειρία του Νου... 284 Ο χρόνος της φυσικής και ο χρόνος της βιολογίας... 285 Οι πιθανότητες και ο χρόνος των δυνατοτήτων... 287 Σύγχρονες έρευνες για τον χρόνο... 290 Bιβλιογραφία... 293 14