________________________________________________________________
"E’ ragionevole ritenere che per rinnovare se stesso, il cervello di un individuo debba apprendere molto sulla propria formazione cerebrale e quindi non solo svolgere il compito di apprendere nell’imparare nozioni relative al mondo cognitivo e l’ ambiente che lo circonda".
* BIO-INFORMAZIONE
E l'innovazione cognitiva della scienza
* CATALISI ed INFORMAZIONE
Catalisi : organizzazione della informazione nell’ evoluzione dei processi
di trasformazione chimica e bio-chimica.di Paolo Manzelli :
Director of LRE/EGO-CreaNet University of Florence
[email protected]
Relazione al Convegno EGO-CreaNET alla
"Settimana della Scienza 2005 a Firenze il 15 Marzo 2005"Abstract : If information is seen as having an immediate "meaning", but this is no true because meaning is coming from a mental working that transform bio-chemical information in knowledge. By building on the notion of bio-chemical information, we need to understand the basic concept of “catalysis” that permits that, a given dynamic reaction, contains more information than chaos. Certainly the brain can be transform the physico-chemical information into knowledge but basically “physico-chemical catalytic information” do not include the value of meaning . Definition of Catalysis:the fundamental dynamic achievement of catalysis consists into an positive or negative change of the of the time of a process or reaction. Catalysis usually is present into a reaction in small quantities and it is unaffected in its quantity at the end of the reaction. In any case catalysis is the approach for regulating the interactions of Energy and Matter transformations by adding value or selecting information. In fact catalysis actions generate a specific cooperative information coordination, able to drive a chemical or bio-chemical massive transformation, from the reagents to the products , in a system open to an exchange of energy and matter. An evolution of some auto-catalytic systems, into a dynamic self generating process of protein’s reactivity, transforms the catalysis in enzymatic codified regulation of the expression of genetic information of living species. In conclusion, any catalyst’s action permits to chemical reactions or bio-molecular processes to take place more effectively and in controlled time development, by means a better co-organized conditions of information, than would not otherwise be possible.
Premessa: Il Futuro della Scienza.
Il II° CONVEGNO dell’ OPEN NETWORK for NEW SCIENCE (in sigla ON-NS ) sul tema
BIO-INFORMAZIONE ed INNOVAZIONE COGNITIVA DELLA SCIENZA ,
vuol caratterizzare il passaggio del paradigma cognitivo tra una concezione meccanica ed una concezione bio-logica della scienza, il quale si associa come elemento fondante della ampia trasformazione dello sviluppo socio-economico che transea dalla “società industriale alla futura società della conoscenza”.Un nuovo scenario cognitivo si delinea per il fatto che le concezioni biologiche rispetto a quelle meccaniche necessitano di acquisire una piu’ ampia comprensione della complessità della vita , e quindi sollevano alcuni problemi di interpretazione, che giungono fino a includere la esigenza di capire e potenziare le nostre possibilità cerebrali di pensare e comunicare che prima potevano essere considerate con modalità e criteri umanistici di studio, nettamente separati dal pensiero scientifico.
Per procedere in questo contesto di profondo cambiamento culturale diviene pertanto necessario rivedere e rileggere alcuni concetti scientifici che oggigiorno acquistano un valore di cultura fondamentale, proprio al fine di favorire modi diversi d’impostare il confronto interattivo delle idee nella scienza e nella società. In sostanza si accentua, nell’ epoca contemporanea, l’ esigenza di una innovazione interpretativa, rivolta a esplicitare le necessità future di conoscenza e pertanto, l’attività sostanziale del Gruppo ON-NS, consisterà nell’aprire la strada verso progettazioni coerenti proponendoci di interpretare la vita biologica quale parte integrante del processo evolutivo della “bio-informazione”, che si riassume nel cervello dell’ uomo producendo gradualmente una integrazione cognitiva sempre piu’ completa, finalizzata a comprendere ed orientare coscientemente la stessa natura evolutiva del pensiero.
La Catalisi Chimica.
Per aprire un primo spiraglio teso verso la comprensione della “ bio-informazione” e’ necessario iniziare con il definire appropriatamente il concetto stesso di informazione , il quale etimologicamente proviene dalla composizione tra “IN e FORMAZIONE” . e che quindi indica cio’ che orienta la dinamica di sviluppo dall’ interno ogni processo di formazione. Inoltre ricordiamo che il termine FORMAZIONE ha il significato morfogenetico di dare forma. Aristotele (Fis.,II,1,193b28;Met.,IV,1015 ) concepì la INFORMAZIONE come una funzione d’ordine anticipativa, di per se stessa priva di significato, ma che possiede una funzionalità primaria per definire il divenire di una forma. Per Aristotele quindi una qualsiasi forma necessita per il suo effettivo attuarsi di un predittivo disegno informativo. Così la predisposizione di una trasformazione ( cioe’ di ogni dinamica del cambiamento di forma ) necessita che sia pre-configurata da una informazione. Tali precisazioni risulteranno utili per capire la funzione di informazione della Catalisi nelle trasformazioni chimiche e biochimiche che evolutivamente hanno permesso lo sviluppo della vita.
Iniziamo nel riflettere su l’ azione catalitica del Platino (Pt) in una semplice reazione del tipo: <CO + O = CO2>, evidenziando lo svolgimento delle tappe successive della trasformazione catalizzata del in Biossido (CO2) ottenuto dal Ossido di Carbonio (CO) per aggiunta di Ossigeno (O), cosi come sono state studiate mediante la tecnica di spettroscopia di elettroni lenti di superfice 1) Il Platino in superfice, essendo spugnoso, puo’ adsorbire il CO entro il suo reticolo a base cubica, 2) il CO adsorbito nelle cella cubica del Pt, diminuisce la forza dei legami Pt-Pt del reticolo e lo distorce in forma esagonale, di conseguenza la maggiore dimensione esagonale della cella permette anche l’ adsorbimento successivo dell’ ossigeno, pertanto la stretta vicinanza tra CO ed O facilita la sintesi in CO2 liberando energia 3) l’ energia liberata della reazione contribuisce ad ampliare ulteriormente il reticolo che assume temporaneamente una forma romboedrica liberando la CO2.
Per analogia se associamo alla cella reticolare cubica, il Colore VERDE, ed alla deformazione della Cella Esagonale il Colore GIALLO ed infine , alla cella Rombica il colore ROSSO, comprendiamo che la azione catalitica del Pt ha agito similmente ad un semaforo stradale nel regolare il flusso del traffico ad un incrocio; senza tale regolazione la dinamica di sviluppo del flusso di reazione risulterebbe bloccato ovvero estremamente lento. Pertanto dal punto di vista della dinamica della reazione, possiamo dire che il catalizzatore Pt ha agito come l’ aver generato una informazione capace di accelerare il processo che da’ forma alla nuova specie molecolare CO2. In vero la catalisi non permette solo un vantaggio cinetico corrispondente all’ abbassamento della Energia di attivazione di ogni singola Reazione, cio’ poiche’ nell’ insieme dello sviluppo della massa di reazioni associate alla superfice del Platino , le attivita’ di deformazione delle celle adsorbenti flessibilizzano l’intera struttura reticolare migliorando nel tempo l’ attivita catalitica del Pt , con un adamento simile ad un processo di sensibilita’ co-operativa (Quorum Sensing) che complessivamente aumenta la capacita di informazione del catalizzatore , fino a che, fenomeni di invecchiamento ed inquinamento ammortizzano l’ effetto catalizzante, rendendo necessaria la sostituzione del catalizzatore.
Pertanto l’ azione di informazione del catalizzatore viene trasmessa a tutto il reticolo del Pt e come nell’ analogia del semaforo mentre la singola cella di Pt non altera la quantita’ di Platino coinvolta nella reazione di trasformazione, l’ insieme della informazione associata alla coordinata di reazione, va a modificare nel tempo la curva della efficienza catalitica correlata alla qualità complessiva del catalizzatore, che varia con un adeguamento passivo in funzione dello sviluppo dell’ insieme di reazione , agendo in un primo tempo nell’ aumentare la flessibilità di adsorbimento e desorbimento di insieme della superfice del Pt, per poi diminuirla fino ad annullare per sfinimento la capacita’ di deformazione rigenerativa del reticolo.
La catalisi puo’ essere interpretata in Termodinamica in termini di relazioni tra “Disordine ed Ordine” comprendendo che l’attivita’ catalitica nel suo sviluppo conduce complessivamente la reazione da una situazione di disordine ad una nuova situazione di ordine molecolare procedendo pertanto nel diminuire la Entropia del sistema di reazione . (Entropia viene dal greco “tropon” ?= mutamento). Quindi possiamo capire come hanno asserito gli scienziati della Teoria della Informazione ( Brillouin, Shannon, e Wiener) che l’entropia diviene una misura della mancanza di informazione : più grande è l’informazione, più piccola sarà l’entropia. L’informazione pertanto rappresenta un termine negativo dell’entropia di un sistema, sicché si può definire l’informazione come entropia negativa ovvero “neg-entropia”. Il grado d’ordine di un sistema si può quindi ridefinire direttamente ricorrendo al concetto di aumento della informazione , senza intermediarlo tramite la concezione termodinamica di neg-emtropia, con il vantaggio di passare da una concezione meccanica della scienza ad una concettualita’ piu’ propriamente biologica.
E’ importante inoltre notare come in tutte le reazioni chimiche complesse in mancanza di un catalizzatore aggiunto, si verifica il fenomeno di “auto-catalisi” , cio’ in quanto durante la trasformazione dalla rottura delle molecole dei reagenti si originano temporaneamente dei “centri attivi” ( spesso attuati da processi a carica ionica o radicalica di specie transienti instabili ) che, in un sistema aperto a scambi di Energia e Materia , agiscono da catalizzatori di informazione , regolando il tempo in cui la reazione si esaurisce mediante una azione che induce abbassamento o viceversa innalzamento della energia di attivazione del processo chimico di trasformazione. Quanto sopra e stato descritto dal Premio Nobel (1977) della Chimica Ilya Prigogine, trattando della Termodinamica dei fenomeni irreversibili nei quali le fluttuazioni del sistema di trasformazione si possono interpretare come l’ informazione derivante dal ticchettio di un orologio proprio in quanto permettono di determinare il tempo di reazione.
Questo cambiamento concettuale relativo allo studio della azione catalitica in strutture dissipative complesse (dette “Orologi Chimici”) e’ da considerarsi un elemento sostanziale del passaggio tra una visione meccanica ed una piu’ propria della nascente società della “bio-informazione”, ove si comprende come l’ evoluzione delle attivita’ fisico-chimiche correlate alla informazione catalitica, tendono ad agire dissipando come rumore tutto cio che altera ovvero impedisce la organizzazione dinamica di sviluppo del sistema di reazione.
BIO-Catalisi ed il “Principio di Fertilita’ Evolutiva”
Nel passaggio dalla chimica alla bio-chimica si ha una evoluzione nella capacita’ catalitica di coordinare le reazioni metaboliche, regolando in particolare le informazioni necessarie allo svolgimento della espressione genetica nelle cellule che rendono possibile la vita in tutte le sue forme note sul nostro pianeta. L’ evoluzione della catalisi biochimica, persegue un principio energetico finalizzato alla crescita della qualità della informazione, indicato con il nome di “Principio di Fertilità Evolutiva” per il quale l’ aumento di energia spesa in “informazione” catalitica in un sistema di scambio aperto, viene compensato da una diminuzione del “tasso” (quantita percentuale) di dispersione casuale di energia dall’ insieme di reazione.
Il “Principio di Fertilità Evolutiva”, dice infatti che, all'aumentare della differenziazione della informazione interattiva (+dI), in corrispondenza diminuisce, per unità di prodotto, la dispersione della materia (-dM) e della energia libera (-dE) ; (+ dI = -dM -dE). Tale formulazione risulta assai evidente nel passaggio evolutivo tra la “catalisi chimica e la bio-catalisi”, dove le attivita’ catalitiche sono regolate da enzimi auto-catalitici. Gli enzimi infatti sono normalmente proteine aventi il compito di produrre una complessa auto-gestione della catalisi per favorire lo sviluppo di determinate reazioni proteiche Le proteine ( che prendono il nome dalla divinita’ dell’ antica Grecia, PROTEO, cui si attribuiva la capacita di cambiare forma), hanno notevoli funzionalità stereo-specifiche. Pertanto gli enzimi che agiscono da bio-catalizzatori (a volte chiamati “ribozimi” ovvero piccoli RNA-autocatalitici) , sono dotati di una notevole tipicità di azione nell’ ambito delle strutture proteiche tri-dimensionali.
Proprio come conseguenza della configurazione selettiva dei bio-catalizzatori, raramente durante le reazioni bio-chimiche si formano composti collaterali, come avviene nelle reazioni chimiche ordinarie , producendo un tasso di rendimento della reazione assai elevato come conseguenza del fatto di far avvenire le reazioni biologiche in ambienti di attivita’ esattamente complementari e corrispondenti a funzionalità stereo-specifiche dei “siti attivi”. Senza tale attivita di catalisi stereo-specifica, le fondamentali reazioni biologiche di scissione e ricomposizione dei legami peptidici non avverrebbero a velocità apprezzabile. Gli enzimi inoltre dimostrano di aver evoluto differenti "strategie catalitiche di informazione", che corrispondano a differenti modalita’ di condivisione funzionale di ruoli specifici , orientata a gestire con modalità oscillanti la barriera energetica di attivazione; di conseguenza il potere enzimatico della bio-catalisi dipende dal tipo di strategia catalitica cooperativa necessaria per attuare e regolare specifiche trasformazioni biochimiche di ogni sistema vivente.
Pertanto con la Biologia si passa da una concezione chimica della catalisi ad una piu’ complessa attivita enzimatica, relativa allo sviluppo dei sistemi di trasferimento e riconoscimento codificato della bio-informazione , si passa cioe’ ad un livello di complessita’ e specificita’ maggiore proprio per il fatto che in biologia le molteplici reazioni di una cellula vivente sviluppano una auto-gestione catalitica –comunicativa dell’ insieme dei processi di reazione , capace di favorire alcune relazioni funzionali tra struttura e funzioni , utilizzando delle proprietà antagoniste dei gruppi terminali NH e COOH degli amminoacidi, ed organizzando strategie bio-energetiche di costruzione delle sequenze proteiche, secondo le informazioni provenienti dal codice genetico .
Mediante la catalisi enzimatica la natura vivente e’ divenuta capace di gestire un ampio mosaico di reazioni bio-chimiche collaborative da cui dipende la modulazione della informazione genetica, determinando complessivamente uno sviluppo degli organismi viventi, ben poco lasciato al caso, dato che gli enzimi catalizzano e regolano, mediante codificazioni riconoscibili da ricettori della informazione, ogni sequenza di sviluppo delle reazioni biochimiche all’interno dell’organismo.
Quindi l’ evoluzione delle strategie di interferenza catalitica dei “bio catalizzatori” , e non solo le differenze del patrimonio genetico di ciascuna specie , sono complessivamente responsabili della informazione biologica necessaria a generare le essenziali diversita’ evolutive delle specie viventi. Infatti gli enzimi , coenzini e ribozimi , marcatori molecolari ed indicatori e segnali di informazione biologica…, regolano efficacemente la espressione genetica delle proteine ed in seguito controllano anche a degradazione programmata delle sequenze specifiche dei costituenti proteici all’ interno di ogni attivita’ metabolica di ogni cellula appartenente ad un qualsiasi organismo vivente.
Cosi ad es. similmente a cio che abbiamo precedentemente descritto in proposito della attivita’ catalitica del Platino nel facilitare una semplice reazione chimica inorganica, le proteine della famiglia “Argonauta” ospitano entro la loro struttura elicoidale degli enzimi specifici detti “siRNA” (short interferencing Ribo Nucleic Acid) . Nel sito attivo della proteina Argonauta il “dsRNA” indicizza il punto esatto in cui una molecola di “RNA messaggero” ( mRNA ) viene tagliata con esattezza mediante un processo di idrolisi, ( letteralmente”idrolisi” significa tagliare con l’ acqua), come e’ necessario perche’ l’ mRNA possa esplicare la importantissima funzione di trasporto dell’informazione di ogni singolo gene.
Un altro esempio di azione di informazione non casuale lo fornisce l’ Ubiquitina , una molecola proteica che agisce da mediatore catalitico della degradazione delle proteine; quest’ ultima viene realizzata da particolari insiemi proteici detti : “proteasomi”. L’ Ubiquitina e detta cosi perche’ si trova in abbondanza distribuita entro ogni cellula eucariotica (cioe’ contenente il DNA in un nucleo centrale); la funzione della Ubiquitina e’ quella del riconoscimento molecolare, che esplica associandosi alle proteine che hanno perduto la loro funzionalità strutturale nei processi anabolici, ed agendo da indicatore catalitico del controllo di qualità del processo catabolico, regola la necessaria degradazione delle proteine in un sistema che similare al “Quorum Sensing” , precedentemente considerato.
Da tali considerazioni si denota come lo stato funzionale degli enzimi catalitici nella evoluzione dei sistemi viventi viene a possedere una sempre piu’ elevata efficienza specifica orientata dal “Principio di Fertilità Evolutiva” , generando una complessa elaborazione di sistemi complementari e condivisi che agiscono da indicatori delle necessarie codificazioni di controllo della reattività biologica, proprio al fine di realizzare una sempre piu’ sicura difesa dei sistemi viventi dalle mutazioni provocate da agenti patogeni nonche’ da sistematiche variazioni ambientali.
Infine e’ notevole considerare come nella evoluzione delle attivita’ cerebrali degli organismi viventi, gli stessi “neuro-trasmettitori” agiscano in termini di funzioni e strategie catalitiche del metabolismo neuronale. E’ quindi utile riflettere sul fatto che, mentre le attivita catalitiche’ dell’ organismo, essenziali per regolare la biosintesi proteica, possono dimostrare un basso grado di diversita’ nella evoluzione delle singole specie viventi, cosi come lo stesso patrimonio genetico, che informa la costruzione di organismi pluri-cellulari, puo’ avere molteplici similitudini nella struttura dei geni appartenenti a specie diverse, altresi’ una evidente differenziazione tra le specie viventi dotate di un cervello, viene a caratterizzarsi nell’ ambito dello sviluppo delle attivita’ della neuro-trasmissione di informazione del sistema nervoso centrale di ciascuna specie .
Sappiamo infatti che l’ organizzazione del cervello non e’ semplicemente funzione determinata dal numero dei geni di ciascuna specie, poiche’ il sistema di apprendimento assume un sostanziale carattere “epigenetico”; quindi possiamo osservare come ogni sistema di comunicazione di informazione cerebrale sia grandemente differenziato in ogni specie ed in ciascun individuo , proprio in quanto il sistema di comunicazione bio-chimica cerebrale viene ad essere funzionale alla differenziazione delle strategie catalitiche del metabolismo, che attivano la efficacia comunicativa della neuro trasmissione, finalizzata a potenziare evolutivamente i processi cognitivi di significazione della informazione.
Infine, aprendo in questo convegno ON-NS “2” con questa relazione ritengo che una ampia riflessione sul tema : BIO-INFORMAZIONE, sara’ decisamente importante, affrontare la tematica della evoluzione cerebrale, sviluppata recentemente dalle scienze neurologiche, per integrarla in una moderna cultura scientifica tale che possa divenire la base di una rilevante INNOVAZIONE COGNITIVA DELLA SCIENZA CONTEMPORANEA.
BIBLIO-ONLINE:
Capire la Chimica: http://www.cronologia.it/chimic.htm (RIPORTATA QUI SOTTO)
Reazioni chimiche e cosmologia:
http://www.ecplanet.com/canale/varie-5/eventi-121/1/0/14555/it/ecplanet.rxdf
Studio dei Processi Metabolici della Alimentazione:
http://www.edscuola.it/archivio/lre/metabol.html ;
http://www.eat-online.net/italian/education/eat_intro.htm
Le Tracce del Tempo: http://www.ecplanet.com/canale/scienza-1/ricerche-21/0/0/15255/it/ecplanet.rxdf
Principio di Fertilità Evolutiva: http://www.edscuola.com/archivio/lre/science.html
Prioni replicanti e memoria: http://www.descrittiva.it/calip/dna/basi_proteiche_replicanti.PDF
Pictures of Enzimes : http://www.biochem.szote.u-szeged.hu/astrojan/prot2t.htm
Legame Peptidico: http://www.med.unibs.it/chimica/P6-Legame-pept-Str-II.pdf
Anmated Molecular Biology: http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisamples/molecularbiology/molecularbiology.html
Ubiquitina: http://www.itisnatta.it/chimica/mol_mese_2004/12_Ubiquitina/Ubiquitina_1_ita.htm
PAOLO MANZELLI
Director of LRE/EGO-CreaNet University of Florence
DIPARTIMENTO DI CHIMICA , POLO SCIENTIFICO 50019 -SESTO F.no- 50019 Firenze- Via Della Lastruccia 3 -room: 334: Phone: +39/055-4573135 Fax: +39/055-4573077
Mobile: +39/335-6760004
E-mail: [email protected] ; [email protected];[email protected]
http://www.egocrea.net/
http://www.egocreanet.it/Postnuke/html/ http://blu.chim.unifi.it/group/education/index.html
http://www.edscuola.it/lre.html
IL PRECEDENTE ARTICOLO
Abstract della Relazione Di Paolo Manzelli : <LREUNIFI.IT> al Convegno ON-NS -
Firenze - c/o VIESSEUX Palazzo Strozzi- 11/11/2004 - Firenze“CAPIRE LA CHIMICA :
"sincronie catalitiche e creatività scientifica”Brevi rimembranze dagli insegnamenti di Giorgio Piccardi. (Firenze -1895-1972)
Capire come la chimica governi l’ andamento delle reazioni di trasformazione dei Reagenti in Prodotti non è così semplice proprio in quanto sara’ necessaria una piu’ adeguata conoscenza del divenire dei processi temporali irreversibili che assumono un carattere evolutivo nel procedere delle relazioni tra energia e materia,… ..” cio’ era quello che ci diceva il Prof. Piccardi proprio all’ inizio della sue lezioni . Gli schemi ed i modelli interpretativi della chimica-fisica sono infatti alquanto riduttivi rispetto alla reale complessita’ delle dinamiche di reazione chimica.
Pertanto l’ atteggiamento migliore per capire la chimica e’ insito nella curiosita’ di scoprire le ragioni e le correlazioni reciproche insite nelle dinamiche di trasformazione di tutto cio’ che esiste in natura. La chimica quindi, va compresa in termini semplici, ma pur sempre problematici nel tentativo di creare un linguaggio ed una metodologia cognitiva universale capace di interpretare al meglio l’ evoluzione chimica e bio-chimica dell’Universo.Il compito e certamente arduo ma non impossibile procedendo per gradi nell’ ampliare l’osservabile e precisare piu’ puntualmente l’ osservato. Quindi procedendo in tal senso, vediamo come il profilo della reazione tra Reagenti ( R ) e Prodotti ( P ) possa essere facilmente indicato da una curva, dove in ordinate si inserisce la Energia Potenziale ed in ascisse la cosiddetta “Coordinata di Reazione”. (vedi più avanti la Figura).
Notiamo subito che negli studi di Cinetica di Reazione, in ascisse, i chimici “non” pongono il “tempo cronologico” per analizzare la velocita’ di reazione, ma la “Coordinata di Reazione”. Quest’ultima infatti non indica solo la misura del tempo convenzionalmente definita dalla osservazione cronometrica , ma qualcosa di piu’ complesso che e’ diretta conseguenza del fatto che l’ andamento effettivo della reazione non e’ lineare.
Una reazione chimica viene infatti ad essere accelerata e/o decelerata in modo oscillante dalla azione di uno o piu’ catalizzatori, cosi che l’ altezza ed il profilo della curva tendono a variare dinamicamente nel corso della reazione. La coordinata di reazione pertanto non rappresenta semplicemente il tempo misurato da un orologio, ma indica contemporaneamente l’ informazione sull’ effettivo percorso seguito dalla interazione tra Energia e Materia durante l’ andamento della reazione.
Il concetto di “tempo come coordinata”, pertanto si dilata includendo sia la memoria che la direzione della evoluzione delle trasformazioni e cioe’ le due componenti effettive del tempo presente, come traccia mnemonica e come anticipazione futura dello sviluppo. La durata del tempo nel contesto di una trasformazione chimica , puo’ essere considerata quindi come un indicatore di Informazione, che definisce l’effettivo sviluppo del flusso energetico, conducendo progressivamente la trasformazione dall’ equilibrio caratteristico dei Reagenti a quello della realizzazione dei Prodotti.
Diversamente dalla fisica, che sostanzialmente tratta di fenomeni reversibili nel tempo, la chimica si trova nelle necessita di comprendere eventi irreversibili, proprio in quanto le trasformazioni non sono riconducibili esclusivamente alle dinamiche del moto nello spazio come lo sono gli eventi interpretabili meccanicamente, basari su una concezione lineare del tempo come sequenza di istanti successivi.
La catalisi infatti genera progressivamente ordine dal disordine entropico della trasformazione stabilizzando il sistema di reazione mediante una attivita’ sinergica di risonanza, che indirizza e la direzione effettiva del cammino di reazione. Tale orientamento corrisponde a tutti gli effetti ad una informazione “anticipativi” della direzione di sviluppo della reazione , cosi’ che la catalisi chimica ha la funzione che per analogia assume un bravo direttore di orchestra il quale anticipa l’ organizzazione delle diverse tonalità e frequenze degli strumenti per combinare in maniera non dissonante e casuale i ritmi ed armonie della musica.Il Prof. Piccardi , parlando a noi studenti, proponeva una riflessione assai saggia che ancor oggi colpisce per la sua semplicita’ ed immediatezza; diceva infatti la reale irreversibilità del tempo si associa alla effettiva irripetibilita’ dei percorsi di reazione delle trasformazioni chimiche, le quali contengono come memoria una traccia di informazione catalitica della trasformazione; pertanto la effettiva irreversibilità delle trasformazioni e’ indotta dal fenomeno catalitico ( o auto-catalitico) associato a ciascuna reazione, in quanto la catalisi agisce nel generare l’ informazione necessaria a porre all’ unisono la co-azione interattiva delle trasformazioni di materia ed energia necessaria per in produrre coincidenze spazio-temporali irreversibili che producono un nuovo ordine molecolare relativamente stabile.
Con queste premesse il Prof. Piccardi proseguiva le sue lezioni sottolineando la necessita’ contemporanea di superare la “visione meccanicistica dell’ universo”, gia’ profondamente minata dal “Principio di Indeterminazione” (HEISENBERG 1927) , quest’ultimo considera il fatto che quando si focalizza una maggior ' precisione la velocità (ndr. considerando il tempo istantaneo e non come durata ), più aumenta l' incertezza sulla posizione e viceversa. Quanto sopra sembra porre un limite invalicabile alla conoscenza a causa della imprecisione della misura relativa dello spazio/tempo. Pertanto a seguito di una tale convinzione, la “meccanica quantistica” ha accettato l’ indeterminazione delle misure su scala atomica o inferiore come fatto reale e non come limite cognitivo del paradigma interpretativo della scienza. A tal proposito il il.Prof. Piccardi ci ricordava sempre che Albert Einstein asseriva “DIO NON GIOCA A DADI CON LA NATURA”, volendo dire che la effettiva limitatezza risiedeva nell’acquisire come reale un modello interpretativo probabilistico della evoluzione naturale dell’Universo, nel tentativo di risolvere i problemi della scienza in modo contraddittorio, ammettendo una probabilità non nulla che un evento accada anche se del tutto improbabile.
Il Prof Piccardi pertanto fu un critico del modo concettuale di procedere della chimica-fisica a lui contemporanea , e di conseguenza fu per molti aspetti del suo indagare sui “Fenomeni Fluttuanti” , fu fortemente incompreso dalla scienza accademica; comunque egli resto’ convinto che la permanenza del paradigma scientifico proprio della fisicameccanicista, avrebbe accentuato in futuro la difficolta’ di espressione intellettuale creativa della scienza , ormai necessaria al fine di comprendere i sincronismo tra i ritmi biologici e cosmologici, di cui la chimica avrebbe dovuto doveva essere l’anello di comprensione, proprio a partire dalla puntuale osservazione delle dinamiche di sviluppo delle reazioni chimiche oscillanti , per poi procedere nella comprensione piu’ ampia dei fenomeni da lui denominati “Fenomeni Fluttuanti” che includono elementi di interazione di origine elettromagnetica e gravitazionale.
Pertanto ancor oggi, presentando queste personali memorie tratte dagli insegnamenti di Giorgio Piccardi, nell’ ambito della Prima Riunione del “Open Network for New Science” (11/NOV/2004- FIRENZE c/o Vieusseux, Palazzo Strozzi in Firenze) ritengo che, proprio alla luce di questa nuova chiave di lettura del “Tempo come Coordinata di Informazione”, divenga effettivamente possibile iniziare a promuovere una interpretazione scientifica innovativa, finalizzata verso la comprensione di nuove importanti tematiche relative al sincronismo dei ritmi biologici e cosmologici, aprendo in tal modo la strada a piu’ ampie e profonde riflessioni, che non riguardano solo gli eventi di trasformazione tra energia e materia in una provetta, ma che si estendono comprensione delle sincronie delle reazione biochimiche ivi comprese quelle che avvengono nel nostro cervello, dando vita allo sviluppo concettuale del pensiero scientifico in una attivita’ sinergica con la co-evoluzione creativa della nostra mente cosciente.NOTA ESPLICATIVA:
Dalla figura che rappresenta la variazione di Energia di Trasformazione sulla Coordinata di reazione chimica, si nota che, nella fase di transizione della trasformazione chimica, nella quale si verificano fenomeni oscillanti ( Clock Reactions), avviene un cambiamento di segno dell' Entropia del sistema, da positiva ( +S ), in Neg- entropia (-S). I processi catalitici di attivazione ed inibizione accompagnano la transizione tra il vecchio ordine molecolare dei reagenti (R) al nuovo, relativo ai prodotti della reazione (P). Nella transizione indicata in figura dove e’ il simbolo di un orologio si generano attività oscillanti di modulazione catalitica della reazione che determina un progressivo andamento tra ordine precedente, disordine e infine nuovo ordine molecolare, indicato in figura dalla variazione : +S //-S .
Quest’ultimo rapporto e’ correlabile al flusso di informazione che circola nel sistema di trasformazione. Tale variazione oscillante di Entropia da positiva a progressivamente negativa, a cui sono associate sensibili variazioni di temperatura e pressione , viene infatti recepita da ricettori catalitici, come un segnale di informazione agente nella modulazione dell’ andamento della reazione oscillante, in modo da indirizzare la cinetica delle trasformazione chimica da un sistema divergente (+S) ad un sistema convergente (-S) e quindi direzionare la trasformazione dei Reagenti verso una nuova organizzazione molecolare ad equilibrio stabile dei Prodotti
BIBLIOGRAFIA ON LINE
Giorgio Piccardi : http://xoomer.virgilio.it/gnscol/Vita_NG/Piccardi.htm
CIFA/Piccardi: http://www.cifa-icef.org/piccardi_ita.html
Catalisi e Trasformazione : http://digilander.libero.it/ricercavisiva/CC/catalisi%20e%20trasformazione.htm
Spazio e tempo nell’ era digitale: http://www.edscuola.it/archivio/lre/spaziotempo.html
Spazio e tempo nel mondo antico: http://www.cronologia.it/mondo08.htm
Risonanza e bio-risonanza¨ http://www.health-salute.it/Biorisonanza01.htm
La Coordinata Tempo: http://www.edscuola.it/archivio/lre/la_coordinata_tempo.htm
Fenomeni Fluttuanti: http://www.naturmed.unimi.it/meteolab_radsol_fenflutt.html
Chimica e cosmologia: http://www.edscuola.it/archivio/lre/chimica_e_cosmologia.htmProf. Paolo Manzelli
Director of LRE/EGO-CreaNet University of Florencein questo sito dello stesso autore
* IL CERVELLO E LA MEMORIA > >
