Science brief 2018

brief 2018

Science

Publicație oficială a Bucharest Science Festival, editată în parteneriat cu Editura Humanitas

26 – 30 septembrie 2018

Alexandru Toma Pătrașcu, directorul Bucharest Science Festival

Zeama de lămâie și miraculoasele ei proprietăți McArthur Wheeler este o celebritate a Internetului, iar pățania sa face deliciul cititorilor de peste două decenii. Eroul nostru, împreună cu un prieten – Clifton Earl Johnson, se hotărâse să jefuiască o bancă, iar totul fusese pregătit. Era încrezător în șansele lor de a scăpa cu bine, mai ales că dispuneau de un atu fenomenal: o super tehnologie ce urma să-i facă invizibili pentru camerele de supraveghere. Atât de convins era de eficacitatea metodei, încât nici măcar nu se obosise să-și pregătească o cagulă pentru a-și acoperi fața în timpul atacului.

De ce să-și facă griji? Testase metoda și funcționase.

Usturimea fusese cumplită, ochii i se umpluseră de lacrimi și trebuise să-i țină aproape închiși, dar meritase: după ce își acoperise cu grijă fața cu substanța minune nu mai apărea nicăieri în selfie-ul făcut cu un aparat Polaroid. Acum, că deținea secretul invizibilității, jaful urma să fie o floare la ureche.

Wheeler folosise… zeamă de lămâie!

De ce? Probabil că ați auzit de cerneala simpatică folosită de spioni pentru a trimite mesaje secrete; în engleză sintagma uzuală este invisible ink, iar sucul de lămâie este una dintre cele mai des utilizate substanțe în acest scop. Ideea pare să-i fi venit lui Clifton, iar Wheeler s-a lăsat rapid convins, așa că, după ce și-au dat din abundență cu zeamă de lămâie pe față, au trecut la acțiune atacând în ianuarie 1995 două bănci din apropiere de Pittsburgh.

Urmarea este simplu de imaginat: detectivii au ridicat înregistrările camerelor de supraveghere, iar Wheeler a fost identificat și arestat la doar o oră după ce poliția a difuzat fotografia sa la televiziune în cadrul unui program de știri. Când i-au

fost arătate imaginile filmate de camere, a rămas stupefiat. „Dar mă dădusem cu suc de lămâie! Mă dădusem cu suc!“ a îngăimat el.

Privind din exterior, ridicolul situației este evident, dar oamenii cad în astfel de capcane mai des decât am putea crede. Fenomenul este bine cunoscut și a primit numele de efectul Dunning-Kruger, după numele celor doi psihologi care l-au investigat. În esență este vorba de tendința majorității oamenilor de a-și supraestima abilitățile într-un domeniu sau altul, iluzia competenței fiind cu atât mai pronunțată cu cât nivelul real de cunoaștere este mai redus.

Wheeler era credul, dar doar până la un punct; să nu uităm că a încercat totuși să verifice pretinsele proprietăți miraculoase ale sucului de lămâie. Și atunci, ce a mers prost? Oare nu la fel procedează și oamenii de știință atunci când testează o ipoteză, am putea să ne întrebăm? În realitate, diferența este atât de mare, încât nici nu suportă comparație. Ce a făcut Wheeler nu poate fi considerat un adevărat test, el nefiind capabil nici măcar să folosească cum trebuie aparatul foto. „Testul“ făcut de el e mai apropiat de magie decât de știință – o simplă înșiruire de gesturi mimând o acțiune fără a le pricepe cu adevărat rostul. Mai mult, dacă ar fi înțeles că modul de funcționare a unei camere video sau al unui aparat foto este virtual identic cu cel al ochiului ar fi putut să descopere rapid – privindu-se într-o oglindă – că trucul cu zeama de lămâie pur și simplu nu funcționează.

Lui McArthur Wheeler îi lipseau atât cunoștințele de bază, cât și instrumentele mentale prin care să-și evalueze propriile raționamente, așa-numita metacogniție.

Cristian Presură, autorul cărții Fizica povestită

Cum să comunicăm ştiinţele exacte?

Primesc des întrebarea „Cum să predăm știinţele exacte?“. De obicei evit să răspund, deoarece nu sunt profesor. Ca să predai cu succes trebuie în primul rând să îţi cunoști elevii. De aceea, am reformulat întrebarea sub forma „Cum să comunicăm știinţele exacte?“, care are un caracter mai larg. Răspunsul meu nu diferă de cel folosit de cercetători, cum ar fi Einstein sau Newton: curiozitatea, povestea și ecuaţiile. Iar primele două etape fac parte natural din structura copiilor.

Curiozitatea este scânteia care, odată ce pătrunde în creier, declanșează o reacţie în lanţ. Să ne aducem aminte de vorbele lui Plutarh: „mintea unui copil nu este un vas ce trebuie umplut, ci un lemn care trebuie aprins cu o scânteie“. Curiozitatea lui Einstein a fost trezită când avea doar 12 ani, citind despre cum ar fi să circule „nu cu viteza căruţei sau a minunatelor trenuri, ci cu viteza telegrafului“. De aici a dezvoltat peste ani teoria relativităţii, imaginându-și că merge cu viteza luminii, care este viteza telegrafului. La fel s-a întâmplat cu Newton, care, privind mărul în cădere, a fost curios să afle de ce Luna nu cade și ea. A descoperit apoi teoria universală a gravitaţiei și faptul că Luna „cade“ încontinuu pe Pământ, ajungând să orbiteze în jurul lui.

Același mecanism al curiozităţii funcţionează pentru oricare dintre noi. Priviţi copiii mici: de îndată ce pun mâna pe un aparat de fotografiat, fotografiază tot ce este în jur, din unghiuri la care noi nu ne-am fi gândit. Ca ei, să privim și noi cu alţi ochi lumea din jur: o scânteie sau o adiere pot fi indicii ale unor secrete bine ascunse.

Acesta este, în esenţă, și rolul laboratoarelor de

fizică: de a ne trezi curiozitatea, de a scoate în evidenţă acele procese rare care ascund fenomene noi. De multe ori, experimente simple, cum este cel cu pieptănul frecat care atrage apoi hârtiuţe, sunt suficiente. Fenomenele electrice care apar în pieptăn sunt datorate faptului că atomii se sparg în componentele lor, atunci când pieptănul este frecat. De aceea, nu este nevoie de laboratoare de milioane de euro pentru a pune în evidenţă noi legi ale naturii.

Așa cum știm de la copii, curiozitatea este satisfăcută prin povești. Acesta este al doilea pas în comunicarea știinţelor exacte. Înainte de a ne arunca în explicaţii complexe sau ecuații, trebuie să spunem o poveste simplă a curiozităţii observate. Succesul comunicării știinţei depinde în primul rând de povestea spusă. O poveste cât mai simplă dacă se poate, cu cuvinte obișnuite, imagini și exemple din imediata apropiere a cititorului sau elevului. Părinţii se plâng de multe ori că, în loc să înveţe din manual, copiii stau pe internet urmărind înregistrări pe youtube.

Adevărul este că acestea sunt populare tocmai pentru că spun povești atractive și pe înţelesul lor.

Cazul de mai sus este, în mod evident, unul extrem, dar ridică o întrebare interesantă. Cum poți discerne adevărul sau falsitatea unei afirmații dacă nu dispui de capacitatea de a o testa? Cum poți lua o decizie corectă dacă nu știi cum să o faci?

Cum poți să devii conștient de propriile limite dacă nu ieși din bula în care trăiești? Începând cu anii ‚80 ai secolului trecut gândirea critică a devenit un subiect dezbătut pe larg în societatea occidentală; de obicei se deplânge lipsa unei educații adecvate în acest domeniu și se propun metode de remediere. De fapt, nu este nimic nou; acum aproape 2.500 de ani Socrate atrăgea deja atenția asupra pericolelor la care te expui lăsându-te convins de un discurs atrăgător, dar lipsit de logică. Și în România se discută mult despre gândirea critică, în școli se implementează diferite programe, dar rezultatele nu sunt nici pe departe sunt departe de a fi mulțumitoare. De multe ori problemele încep chiar din familie, un stil autoritar de parenting descurajând copiii să-și dezvolte independența de gândire. Școala ar trebui să compenseze aceste lipsuri, dar eșuează, iar magnitudinea dezastrului se vede clar prin prisma rezultatelor obținute la evaluările PISA. Oare cum ar putea un sistem ce promovează conformismul și obediența elevilor să încurajeze curiozitatea intelectuală? Cum să educăm copiii în spiritul gândirii critice atunci când profesorii înșiși nu o aplică?

Mișcarea anti-vaccinare proliferează tocmai pe acest teren caracterizat de lipsa de discernământ. În era Internetului informațiile se găsesc ușor, dificultatea rezidă în a face diferența între realitate și mit, între adevăr și minciună, în a evalua corect credibilitatea unei surse.

Din păcate, legile naturii nu au fost scrise în limba română, altfel le-am fi aflat din poveștile bunicii sau din romanele lui Sadoveanu. Limbajul naturii este matematica, iar aceasta este o limbă nouă pentru oricare dintre noi. Cine nu o învaţă nu va putea avansa în înţelegerea știinţei. Este cazul pseudoștiinţei, care continuă cu poveștile dincolo de cadrul natural al știinţei. De aceea, al treilea pas și cel mai dificil, care nu este prezent mereu în comunicarea știinţelor exacte (dar nici nu trebuie neapărat evitat), îl reprezintă ecuaţiile matematicii.

Metoda de a introduce ecuațiile poate urmări firul poveștii. Astfel, „personajele“ poveștii devin litere si cifre, iar ecuațiile se reconstruiesc folosind „acțiunea“ poveștii. Cu cât „personajele“ și „acțiunea“ sunt mai clare, cu atât povestea este mai inteligibilă, fenomenul mai bine descris, iar ecuaţiile se reconstruiesc în mod natural. Nu este, desigur, o metodă așa de simplă cum este prezentată aici, însă, în linii mari, ea conține esența. Procedând așa, înainte de a ne arunca în rezolvarea ecuaţiilor, vom ști nu numai ce înseamnă fiecare literă, dar mai ales ce reprezintă ea. A spune că forţa este un vector nu este suficient.

Trebuie să înţelegem că are o mărime și o direcţie.

Pasul final (dacă vrem să ajungem acolo) este rezolvarea setului de ecuații. Și aici, există un secret, pe care îl știe oricine iubește matematica: ea trebuie privită ca un puzzle sau ca un rebus, nu ca o serie de metode „oarbe“ de rezolvare.

Elevii se pierd la matematică atunci când învaţă un set de metode pe care le aplică orbește, fără a înţelege de ce se folosesc sau la ce ajută. Dacă vi se întâmplă asta, daţi-le elevilor un sistem de

În mod evident, cei care înțeleg principiile de funcționare a vaccinurilor, modul în care sunt produse și testate, sunt mult mai puțin înclinați să le conteste, dar aceștia sunt o minoritate. Cei mai mulți se bazează pe recomandarea celor din jur, pe sfaturile primite de la „prietenii“ de pe rețelele sociale, oferind astfel un teren fertil pentru tot soiul de campanii agresive de dezinformare desfășurate de grupări fundamentalist religioase.

Ideal, aceste cunoștințe ar fi trebuit să fie căpătate în școală; ideile de bază nu sunt greu de înțeles și pot fi ușor integrate în programa de liceu. Din păcate, educația științifică este deficitară în România, iar acest lucru sabotează diferitele eforturi punctuale de a combate știrile false și teoriile conspiraționiste. Procesul de învățare este ca o scară; este dificil să treci peste trepte lipsă. Da, este ușor să explici cum funcționează vaccinurile, dar ca să ai succes interlocutorul tău trebuie să dispună întâi de un anumit bagaj de noțiuni, de o minimă cultură generală în domeniul biologiei, chimiei, matematicii… Dacă nu știi ce este un virus sau cum este alcătuită o bacterie, dacă nu percepi diferența dintre coincidență și cauzalitate sau, pur și simplu, nu înțelegi că toate organismele de pe Pămînt au evoluat în miliarde de ani pornind de la un strămoș comun și, drept urmare, împărtășesc aceleași mecanisme biochimice de funcționare, ce șanse ai să pricepi mecanismele de acțiune ale vaccinurilor? Vei fi redus la statutul de om primitiv, supus prin frică șamanului tribului, incapabil să deosebești știința de magie și tratamentul medical de descântecele vrăjitoarelor.

Vei deveni asemenea lui McArthur Wheeler, cel care a crezut că zeama de lămâie stropită pe față te face invizibil.

Oare astfel de oameni ne dorim în societate?

ecuaţii, fără o metodă de rezolvare. Spuneţi-le că pot face ce vor ei, rămânând în cadrul legilor matematicii. Pot înmulți cu termeni în ambele părţi ale ecuaţiilor, pot aduna ecuaţiile între ele, le pot scădea, pot face cu adevărat orice vor. Scopul este să le rezolve. După multe încercări, vor reuși. Pentru că au ajuns la rezultat singuri, se vor bucura, ca atunci când rezolvi un puzzle sau rebus. Cu atenţie, vor recunoaște în demonstraţia lor și o „metodă“. Pe viitor, vor ști foarte bine să rezolve ecuaţii, pentru că au descoperit „metoda“ ei înșiși, iar bucuria descoperirii li se întipărește în memorie. Între povești și ecuaţii există aproape mereu o tensiune, care se remarcă cel mai bine în structura manualelor de fizică. Obligate să se supună unei liste de cerinţe prea lungi din partea ministerului, manualele au puține „povești“, abia reușind să introducă termenii de specialitate, pentru ca apoi să sară direct la ecuaţii, din lipsă de spaţiu.

De aceea, un număr ridicat de elevi se îndepărtează de fizică de îndată ce sunt forţaţi să rezolve probleme pe care nici nu le înţeleg.

Comunicarea știintelor exacte nu trebuie să parcurgă neapărat toate etapele de mai sus. Ea se poate opri chiar și la primul pas, curiozitatea. De multe ori, este suficent să fie „aruncate“ anumite lucruri interesante, pentru ca cel care le află să vrea singur să caute mai departe. În același timp, ecuațiile nu trebuie neapărat evitate, depinde și de cunoștințele cititorului. În esență însă, curiozitatea, povestea și ecuaţiile sunt coloana vertrebrală a comunicării știintei. Și, atunci când vezi că întelegi cu mintea ta lucruri pe care Einstein le-a descoperit, nici nu mai vrei să te oprești!

Conf. univ. dr. Dana Jalobeanu, facultatea de Filosofie, Universitatea din București

Nu vi se pare că e cam multă lumină? În zilele în care vă îndoiți că trăim în cea mai bună dintre lumile posibile, când vă simțiți obosiți, deprimați și simțiți că vă pierdeți încrederea în umanitate, luați cu cafea noua carte a lui Steven Pinker. Pe post de tonic e excelentă.

Bine scrisă, convingătoare, cu argumente, citate și grafice, cartea Enlightenment Now e un adevărat rezervor de optimism. Primele capitole ne demonstrează deja că trăim în cea mai bună dintre lumile posibile: lumea în care speranța de viață, avuția globală, sustenabilitatea cresc (chiar spectaculos în cazul bogăției), iar accesul la tehnologie, știință, apă curată și servicii medicale e mai bun ca oricând în trecut. O umanitate tot mai prosperă, mai civilizată și mai educată începe să găsească soluții problemelor aparent insolubile cu care s-au confruntat generații întregi: boala, sărăcia, degradarea mediului, violența. Și toate acestea se datorează, ne spune Pinker, unor idei, proiecte și instituții articulate începând cu secolul al XVIII-lea. Ideile iluminismului.

Cea mai importantă dintre ele: să pui la lucru inteligența și ingeniozitatea pentru a îmbunătăți condiția umană, luându-ți drept ghid chiar progresul. La fel de important: umanismul.

Cazul, așa cum e prezentat de Pinker, e simplu.

De-o parte stau ideile luminismului: progresul, umanismul, articularea de instituții care să canalizeze potențialitățile cognitive ale ființei umane.

De altă parte, curentele anti-iluministe cu ideile lor: credința (punerea sufletului mai presus de viață și de persoana umană), colectivismul, naționalismele de toate felurile. Între ele se duce o bătălie

în care au câștigat, până acum, în mod constant, ideile luminismului. Căci, ne spune Pinker, Iluminismul funcționează. Pentru două secole și jumătate, oamenii au folosit cunoașterea pentru a progresa și pentru a înflori. Savanții au dezvăluit structura materiei, a minții și a vieții. Inventatorii au pus la lucru legile naturii pentru a învinge entropia, iar antreprenorii au adus inovațiile la îndemâna tuturor. Legiuitorii au contribuit la bunăstarea oamenilor, descurajând actele benefice pentru individ și dăunătoare pentru societate.

Diplomații au făcut același lucru în beneficiul națiunilor. Umaniștii au dus mai departe tezaurul cunoașterii, sporit de puterea rațiunii. Artiștii au extins sfera empatiei. Activiștii au pus presiune pe puternicii zilei, reușind să oprească măsurile represive; uneori chiar să schimbe legi represive cu altele mai bune. Și toate aceste eforturi au fost canalizate în instituții care ne permit să ocolim neajunsurile naturii umane și să dăm putere sporită naturii noastre angelice.

Evident, când ceva sună prea bine să fie adevărat, de obicei nici nu e – cel puțin nu în totalitate.

Căci tot progresul ultimilor 250 de ani e amenințat, ne spune Pinker, de noile curente anti-iluministe ale momentului: diferite forme de populism (în SUA și Europa). Noi și noi curente autoritariste și iliberale, alimentate de media și

de vocile iresponsabile ale celor care cred că lumea se îndreaptă spre dezastru. Dar nu e numai atât, susține Pinker. Problema nu e a maselor needucate și vina nu e (doar) a tiranilor. Intelectualii sunt de vină pentru că, după un sfert de mileniu, bătălia care părea câștigată începe să fie pusă sub semnul întrebării. Intelectualii sunt de vină pentru: gândirea utopică (și numeroase distopii care ajung să convingă omul simplu că lumea se duce de râpă), contestarea (sau chiar uitarea) ideilor fundamentale ale Iluminismului, atitudinea negativă sau direct contestatară la adresa științei moderne. Iar când nu se fac vinovați de niciunul din păcatele enumerate mai sus intelectualii sunt pur și simplu vinovați pentru că tac. Tăcerea lor permite avansul sofismelor, iliberalismului și gândirii magice; tăcerea lor permite umanității să uite cuceririle indiscutabile și realizările concrete ale luminismului. Restul răului (cât mai este) e făcut de tendințele distorsionate ale gândirii noastre de a căuta confirmări peste tot, de a se alinia unui grup, de a căuta aprobări (mai degrabă decât infirmări) ale propriilor ipoteze etc. Steven Pinker, psiholog cognitivist, citează studii, oferă grafice, face incursiuni în antropologie, cognitivism, economie, științe politice. Nu datele lipsesc din această carte în care fiecare capitol se construiește pe cifre. Iar dacă datele sunt acurate, demonstrația nu poate fi altfel decât convingătoare.

Pe alocuri, Pinker este strălucitor sau memorabil.

Probabil că paginile cu care veți rămâne sunt cele care caricaturizează, imbatabil, „demonizarea științei“, relativismul și alte capcane ale modernității. Istoricul, însă, rămâne cumva nostalgic după citirea acestei cărți care mustește de optimism simplificator și în care nu mai ai loc de-întors de atâtea studii, date și „fapte“. Istoricul – și poate nu doar el – ajunge să aibă senzația că autorul

Steven Pinker, Enlightenment Now: The Case for Reason, Science, Humanism, and Progress, 2018

pierde din vedere pădurea din cauza copacilor (iar uneori, că o ia complet „pe arătură“, ca în cazul capitolului despre umanism, în care „evaluarea“ filosofiei romantice e tributară tuturor pastișelor genului). În final, nu poți să nu observi cum conexiunea cu luminismul devine tot mai subțire pe măsură ce se acumulează date, grafice, studii, cifre. Oare n-ar trebui să scriem altfel despre luminism? Dar cum?

Aș lăsa discuția deschisă, ca o provocare pentru cititori.

Berttrand Russell

Religie și știință – fragment

Prima luptă înverșunată dintre teologie și știință și, în unele privințe, cea mai notabilă a fost disputa purtată pe teren astronomic în cadrul căreia se punea problema dacă Pământul sau Soarele este centrul lucrului pe care acum îl numim sistem solar. Teoria ortodoxă era cea ptolemeică, potrivit căreia Pământul se află în repaus în centrul Universului, în timp ce Soarele, Luna, planetele și sistemul de stele fixe se rotesc în jurul lui, fiecare în propria sferă. Potrivit noii teorii, și anume cea copernicană, Pământul, departe de a se afla în repaus, are o mișcare bipartită: face o mișcare de rotație în jurul axei sale o dată pe zi și una de revoluție în jurul Soarelui o dată pe an.

Teoria pe care o numim copernicană, deși a apărut cu toată forța noutății în secolul al XVI-lea, fusese de fapt inventată de greci, a căror competență în astronomie era foarte mare. A fost susținută de școala pitagoreică, ce a atribuit-o, probabil fără să fie adevărat din punct de vedere

istoric, fondatorului ei, Pitagora. Primul astronom despre care se știe în mod cert că a considerat că Pământul se mișcă a fost Aristarh din Samos, care a trăit în secolul al III-lea î.Hr. A fost un om remarcabil din mai multe puncte de vedere. A inventat o metodă teoretic validă de aflare a distanțelor relative ale Soarelui și Lunii, deși, din cauza erorilor de observație, rezultatul său a fost departe de a fi corect. Asemenea lui Galilei, a atras asupra sa acuzația de impietate și a fost denunțat de stoicul Cleanthes. Trăia însă într-o epocă în care bigoții aveau o influență scăzută asupra conducerii statale și se pare că denunțul respectiv nu i-a făcut nici un rău.

Grecii erau foarte pricepuți la geometrie, lucru care le-a oferit posibilitatea să ajungă la demonstrații științifice în anumite chestiuni. Cunoșteau cauza eclipselor și, pornind de la forma umbrei Pământului pe Lună, au inferat că Pământul este o sferă. Eratostene, care a trăit puțin mai târziu decât Aristarh, a descoperit cum să estimeze mărimea Pământului. Dar grecii nu posedau nici măcar noțiuni elementare de dinamică și, prin urmare, cei care au aderat la doctrina pitagoreică a mișcării Pământului nu au putut avansa niciun argument puternic în favoarea punctului lor de vedere. În jurul anului 130 d.Hr., Ptolemeu a respins punctul de vedere al lui Aristarh și a repus Pământul în poziția lui privilegiată din centrul Universului. Pe tot parcursul Antichității târzii și al Evului Mediu, viziunea lui a rămas necontestată.

Copernic (1473–1543) are onoarea, poate puțin meritată, de a fi dat numele lui sistemului copernican. După ce a studiat la Universitatea din Cracovia, s-a dus în Italia în perioada de tinerețe și prin anul 1500 devenea profesor de matematică la Roma. Totuși, trei ani mai târziu, s-a întors în Polonia, unde a fost angajat să reformeze sistemul monetar și să îi combată pe cavalerii teutoni. Timpul liber, pe o perioadă de douăzeci și trei de ani, din 1507 până în 1530, l-a petrecut creând marea lui operă, Despre revoluțiile sferelor cerești, care a fost publicată în 1543, chiar înainte de moartea sa. Teoria lui

Copernic, deși importantă ca efort productiv al imaginației care a făcut posibil progresul, avea totuși numeroase imperfecțiuni. Planetele, așa cum știm acum, se rotesc în jurul Soarelui nu în cercuri, ci în elipse, unde soarele ocupă nu centrul, ci unul dintre focare. Copernic a fost adeptul concepției potrivit căreia orbitele lor trebuie să fie circulare și a explicat neregularitățile presupunând că Soarele nu se află chiar în centrul niciuneia dintre orbite. Acest lucru i-a privat sistemul de simplitatea care constituia cel mai mare avantaj asupra celui al lui Ptolemeu și ar fi făcut imposibilă generalizarea lui Newton, dacă nu ar fi fost corectat de Kepler. Copernic era conștient că ideea lui centrală fusese avansată deja de Aristarh – o informație pe care o datora renașterii învățăturilor clasice din Italia, fără de care, în acele zile de admirație nețărmurită față de Antichitate, poate că nu ar fi avut curajul să își publice teoria. Chiar și așa, Copernic a amânat mult timp publicarea, temându-se de cenzura ecleziastică. Fiind el însuși un ecleziast, și-a dedicat cartea Papei, iar editorul său, Osiandru, a adăugat o prefață (care poate că nu ar fi fost aprobată de Copernic), în care spunea că teoria mișcării Pământului este prezentată numai ca o ipoteză și nu este susținută ca un adevăr categoric. Aceste strategii au fost suficiente o perioadă și numai sfidarea mai cutezătoare a lui Galilei a fost cea care a dus la condamnarea oficială retrospectivă a lui Copernic.

La început, protestanții aproape că erau mai înverșunați față de el decât catolicii. Luther a spus: „Oamenii pleacă urechea la un astrolog insolent care se străduiește să arate că Pământul se rotește, iar nu cerul sau firmamentul, Soarele și Luna.

Oricine dorește să pară inteligent trebuie să conceapă vreun nou sistem, care este, bineînțeles, cel mai bun dintre toate. Acest neghiob dorește să răstoarne întreaga știință a astronomiei; dar Sfânta Scriptură ne spune că Iosua a poruncit Soarelui să stea nemișcat, și nu Pământului“.

Melanchton a fost la fel de categoric; așa a fost și Calvin, care, după ce a citat textul „Pentru

că a întărit lumea care nu se va clinti“ (Ps. 92, 2), a conchis triumfător: „Cine va îndrăzni să pună autoritatea lui Copernic deasupra celei a Duhului Sfânt?“ Chiar și Wesley, în secolul al XVIII-lea, neîndrăznind să fie atât de categoric, a afirmat totuși că noile doctrine din astronomie „tind spre necredință“.

Cred că, spunând acestea, Wesley avea într-un anumit sens dreptate. Importanța Omului este o parte esențială atât a învățăturii Vechiului Testament, cât și a celei cuprinse în Noul Testament; într-adevăr, scopurile pe care le-a avut Dumnezeu când a creat Universul par să aibă de-a face în principal cu ființele umane. Doctrina Întrupării și cea a Ispășirii nu ar putea părea probabile dacă Omul nu ar fi cea mai importantă dintre ființele create. Or, nu există nimic în astronomia copernicană care să demonstreze că suntem mai puțin importanți decât presupunem noi în mod firesc că suntem, dar detronarea planetei noastre de pe poziția ei centrală sugerează la nivel imaginativ o detronare similară a locuitorilor ei. Când se credea că Soarele și Luna, planetele și stelele fixe se rotesc o dată pe zi în jurul Pământului, era ușor de presupus că ele existau spre beneficiul nostru și că noi prezentam un interes special pentru Creator. Dar când Copernic și succesorii lui au convins lumea că noi suntem cei care ne rotim, în timp ce stelele nu țin seama de Pământul nostru; când, în plus, s-a văzut că Pământul nostru este mic în comparație cu unele planete și că acestea sunt mici în comparație cu Soarele; când calculele și telescopul au arătat vastitatea sistemului solar, a galaxiei noastre și, în cele din urmă, a Universului alcătuit din nenumărate galaxii – a devenit din ce în ce mai dificil să se creadă că un astfel de refugiu îndepărtat și parohial ar putea avea importanța care este de așteptat de la locuința Omului, dacă Omul avea însemnătatea cosmică atribuită în teologia tradițională.

Fragment extras din cartea Religie și știință de Bertrand Russell, publicată în Colecția Mathesis, la Editura Herald.

David Christian

Studiul Pământului – seismografele și datarea radiometrică În ciuda a ceea ce ar putea încerca Hollywoodul să ne convingă, nu putem săpa la mare adâncime în Pământ. Deocamdată, cel mai departe s-a putut ajunge la vreo doisprezece kilometri, adică aproximativ 0,2% din distanța până la centrul Pământului. Forajul cu pricina a fost făcut în peninsula Kola din nord-vestul îndepărtat al Rusiei, în timpul unei investigații geologice. Știm cum arată interiorul datorită altui truc științific ingenios: echivalentul geologic al radiografiei cu raze X. Cutremurele generează unde seismice care se deplasează prin interiorul Pământului.

Seismografele măsoară aceste vibrații în locuri diferite de la suprafață. Comparând rezultatele din regiuni diferite, ne putem da seama cât de repede și cât de departe au călătorit aceste vibrații prin interior. De asemenea, știm că tipuri diferite de vibrații se deplasează cu viteze diferite, prin medii materiale diferite, iar unele nu se propagă decât prin medii solide, în timp ce altele pot să se propage și prin medii lichide. Așadar, urmărirea traseelor parcurse de vibrațiile cutremurelor, cu multiple seismografe, ne poate spune o mulțime de lucruri despre interiorul Pământului.

Determinarea vârstei Pământului și a multor altor date împrăștiate prin toată povestea modernă a originilor a devenit posibilă abia în cea de-a doua jumătate a secolului XX și s-a bazat pe niște idei științifice foarte deștepte.

Primul pas în direcția unei istorii moderne a planetei Pământ a fost făcut în secolul al XVII-lea.

Atunci și-au dat seama pionierii geologiei moderne că poate ar fi fost posibil să se determine ordinea evenimentelor din istoria Pământului, chiar dacă nimeni nu avea nicio idee despre momentul exact în care se întâmplaseră lucrurile. În secolul al XVII-lea, Nicholas Steno, un preot danez care trăia în Italia, a arătat că, prin studierea atentă a rocilor sedimentare, poți să stabilești ordinea în care s-au așezat straturile de rocă unele peste altele. Toate rocile sedimentare sunt alcătuite în straturi succesive, deci știm că, în mod normal, straturile cele mai vechi vor fi cele aflate cel mai jos. Orice se găsește printre aceste straturi trebuie să fi apărut mai târziu, nu mai devreme în timp. În prima parte a secolului al XIX-lea, un topograf englez pe nume William Smith a arătat că suite identice de fosile apar în locuri diferite din

formațiile de rocă. Pornind de la ipoteza rezonabilă că fosilele similare trebuie să fi provenit din aproximativ aceeași epocă, puteai să identifici straturile din toată lumea care s-au depus cam în același timp. Luate împreună, aceste principii au permis geologilor din secolul al XIX-lea să alcătuiască o cronologie relativă pentru istoria Pământului. Aceasta continuă să stea la baza sistemelor moderne de datare geologică și începe cu perioada cambriană, prima ale cărei straturi conțin fosile vizibile cu ochiul liber.

Dar nimeni nu știa când avusese loc perioada cambriană și mulți geologi își luaseră gândul că vor putea vreodată să găsească date absolute pentru diferitele straturi. În 1788, James Hutton scria: „Nu găsim niciun vestigiu al vreunui început, nicio perspectivă a vreunui sfârșit“. Chiar și în prima parte a secolului XX, unicul mod de a pune o dată absolută pe un eveniment era găsirea unui izvor scris care să-l menționeze. Iar asta însemna că nicio cronologie absolută nu putea merge înapoi în timp mai mult de câteva mii de ani.

Chiar dacă H.G. Wells nu știa acest lucru, unele dintre descoperirile care aveau să furnizeze până la urmă date temporale mai bune fuseseră deja făcute. Cheia a fost radioactivitatea – o formă de energie descoperită de Henri Becquerel în 1896. În atomii cu nuclei mari, cum ar fi cei de uraniu, forța de respingere a foarte mulți protoni încărcați pozitiv poate să destabilizeze nucleul, până când, în final, acesta se descompune spontan, emițând electroni sau fotoni cu încărcătură mare de energie sau chiar nuclei întregi de heliu. Pe măsură ce sunt expulzate bucăți mari din nucleu, elementul se transformă în alte elemente diferite, cu mai puțini protoni. De exemplu, uraniul se descompune până la urmă în plumb. În primul deceniu al secolului XX, Ernest Rutherford și-a dat seama că dezintegrarea radioactivă este un proces foarte ordonat, văzut ca medie a miliarde de particule, chiar dacă nu poți să știi când anume este pe cale să se descompună un nucleu particular. Fiecare izotop al aceluiași element (izotopii au același număr de protoni, dar numărul neutronilor diferă) se descompune cu altă rată, dar care are aceeași periodicitate, deci se poate determina precis cât va dura pentru ca jumătate

dintre atomii unui izotop dat să se descompună.

De exemplu, timpul de înjumătățire al izotopului de uraniu-238 (cu 92 de protoni și 146 de neutroni) este de 4,5 miliarde de ani, pe când izotopul de uraniu-235 (cu 92 de protoni și 143 de neutroni) are un timp de înjumătățire de 700 de milioane de ani.

Rutherford a înțeles că descompunerea radioactivă ar fi putut furniza un fel de ceas geologic dacă ar fi fost posibil să măsurăm cât de mult s-a descompus un eșantion dat. În 1904, el a încercat să măsoare dezintegrarea unei mostre de uraniu și a ajuns la o valoare de circa 500 de milioane de ani pentru vârsta Pământului. Ideea de bază era corectă, dar estimarea lui Rutherford a stârnit controverse, fiindcă depășea cu mult vârsta general acceptată a Pământului, sub o sută de milioane de ani.

De-a lungul timpului, tot mai mulți geologi au început să fie de acord că se putea ca Pământul să fie mult mai bătrân decât se crezuse inițial.

Dar problemele tehnice de măsurare a descompunerii radioactive rămâneau insurmontabile.

Ele nu au fost rezolvate decât spre finele anilor 1940, cu metode dezvoltate în cadrul Proiectului Manhattan de fabricare a primei bombe atomice.

Pentru realizarea acestei arme, era necesară separarea unor izotopi diferiți de uraniu, astfel încât să se producă mostre purificate de uraniu-235.

Un fizician american, Willard Libby, a contribuit

la dezvoltarea tehnicilor pentru separarea și măsurarea diferiților izotopi de uraniu, iar acestea s-au dovedit cruciale în demersul de măsurare a descompunerii radioactive. În 1948, echipa lui Libby a reușit să obțină date exacte pentru materialul prelevat din mormântul faraonului Zoser, puse la dispoziție de Muzeul Metropolitan. Cercetătorii au folosit carbon-14, un izotop radioactiv al carbonului care are un timp de înjumătățire de 5 730 de ani, ceea ce îl face extrem de util pentru studierea materialelor organice, cum ar fi lemnul. Elementele radioactive diferite se folosesc la scări diferite și cu materiale diferite. Pentru geologi, descompunerea uraniului în plumb era deosebit de valoroasă, iar faptul că izotopi diferiți ai uraniului se descompuneau la rate diferite permitea o verificare încrucișată. În 1953, Clair Patterson a datat vârsta unui meteorit ce conținea fier, folosind descompunerea uraniului în plumb. El a pornit de la premisa corectă că meteoriții sunt alcătuiți din material primordial al tânărului sistem solar și, ca atare, că puteau furniza o valoare de vechime pentru întregul sistem solar. Măsurătorile lui sugerau că Pământul avea cam 4,5 miliarde de ani, deci că era mult mai bătrân decât estimase Rutherford. Data avansată de Patterson rămâne valabilă și în prezent.

Pe lângă metodele radiometrice de datare au apărut și alte tehnici care se pot utiliza pentru a se verifica reciproc. Datele din mileniile recente pot fi determinate uneori prin numărarea inelelor anuale ale copacilor străvechi, cum ar fi pinul din specia Pinus longaeva, care poate trăi câteva mii de ani. Astronomii își au propriile tehnici pentru a data istoria Universului, iar biologii au constatat că ADN-ul evoluează într-un ritm rezonabil de regulat, deci se poate face o datare aproximativă a momentului în care două specii s-au despărțit dintr-un strămoș comun, prin măsurarea diferenței dintre genomurile lor. Tehnicile de acest fel, întemeiate pe studierea atentă a proceselor cum ar fi descompunerea radioactivă, precum și pe dezvoltarea de instrumente noi pentru măsurarea lor cu precizie, ne-au oferit reperele temporale în jurul cărora a fost edificată povestea modernă a originilor noastre.

Fragment extras din cartea Povestea originilor: O istorie mare a tuturor lucrurilor de David Christian, trad. de Smaranda Nistor, în curs de apariție în Colecția de știință a Editurii Publica.

Monica Belițoiu, director executiv ASUR

Anca Bontaș, profesor de biologie

M-am născut în anul în care sonda Pioneer 10 a trecut de orbita lui Neptun, devenind astfel primul obiect creat de om care a călătorit dincolo de marile planete ale sistemului nostru solar.

Am început școala în anul în care Zarya, primul modul al Stației Spațiale Internaționale, a fost lansat. Iar în primul meu an de facultate NASA a anunțat că Mars Odyssey a găsit semne care indică prezența unor depozite de apă înghețată pe Marte.

În urmă cu 10 ani, pășeam la catedră cu un profund sentiment de eșec. Salariul foarte mic și birocrația abundentă mă speriau. Am descoperit foarte repede că facultatea mă învățase să memorez și să redau. Făcusem mai multe activități practice în liceu decât în facultate. Am aflat rapid că elevilor le place să exploreze și că sunt curioși, însă matematica este bau-bau, fizica e dificilă, chimia e de neînțeles, iar biologia se tocește.

Am crescut într-un mic oraș din România, citind cărți SF, într-o perioadă când accesul la informație era limitat – fără internet, fără smartphone, cu doar câteva posturi de televiziune, radiouri și ziare. Despre multe dintre descoperirile care ne-au schimbat viața am aflat mult mai târziu, când deja aveam acces la internet de mare viteză, apăruseră site-uri de popularizare a științei și multe alte „minuni moderne“ care ne-au ușurat foarte mult accesul la informație. În 2010 am avut norocul să-i întâlnesc pe oamenii de la ASUR, care aveau să-mi devină rapid nu doar colegi, ci și prieteni. Împreună am dus cercetători în licee, unde le-au vorbit cu pasiune copiilor despre munca de cercetare și frumusețea unei cariere în știință.

L-am adus în România pe astronautul NASA David Hilmers, care ne-a povestit despre cele 4 zboruri ale sale în spațiu. Am făcut un Calendar Științific, pe care îl edităm anual și îl distribuim în sute de școli din România. Am organizat

Am aflat că teoria nu se aplică și în viața cotidiană, iar pe măsură ce înaintează în sistem elevii sunt tot mai imuni la gândirea științifică. Cu toate acestea, elevii nu sunt nici leneși și nici greoi în gândire, sunt modelați de un sistem educațional încărcat de teorie și lipsit de aplicabilitate.

Excepțiile sistemului sunt acei profesori pasionați de meseria lor, care dau la o parte cerințele încărcate ale programelor și își asumă cu adevărat rolul educațional, acei profesori care aleg să reducă din informație pentru câștig în relevanță, bazându-se pe aplicabilitatea științei. În urmă cu 10 ani meditațiile completau școala. Astăzi serviciile incomplete și ineficiente ale școlii sunt motivul pentru care s-au dezvoltat al-

Pași mici către un viitor mare

Școala Curioșilor, singura școală de vară pentru copiii pasionați de știință din Piatra Neamț. Am pus bazele celui mai mare festival al științelor din țară. Și, de fiecare dată, am contat pe sprijinul unor profesori minunați, care ne-au ajutat nu doar cu sfaturi, ci și cu promovarea proiectelor către colegii lor și către elevi.

De curând am împlinit 35 de ani, iar până acum am avut ocazia să văd lumea schimbându-se cu o viteză uimitoare, să văd cum ideile din cărțile SF citite în copilărie au devenit realitate. Tehnologia ne-a îmbunătățit viețile simțitor, iar rezultatele muncii cercetătorilor se văd peste tot în jurul nostru. Am încredere că lumea o va duce din ce în ce mai bine, că buna educație a generațiilor viitoare ne va ajuta să ajungem unde poate nici nu visăm. Dar pentru asta avem în continuare nevoie de popularizarea științei, de răspândirea ideilor bune, de pași mici către un viitor mare.

Schimbarea școlii

ternative în spațiul privat, unde nu ești limitat de o programă stufoasă, nu ești speriat de ștampila notei, nu ai atât de mulți colegi încât să îți fie invadat spațiul vital, nu ești obligat să memorezi ceva ce nu îți place, îți poți alege ce curs vrei, poți întreba fără teama de a greși și poți experimenta. Astăzi există o foarte mare abundență de canale de informații, Internetul te conectează la noutățile din știință și piața îți pune la dispoziție o alternativă bogată de oferte educaționale.

Astăzi, birocrația și inflexibilitatea sistemului au un antidot, iar profesorii au un aliat în afara sistemului. Astăzi, presiunea externă forțează școala să se schimbe, în ciuda inerției mari a sistemului.

Richard Platt, James Brown

Cartea marilor descoperiri – volum în curs de publicare la Humanitas Junior Cine a inventat becul? Dar sateliții? Sau internetul? Sunt computerele la fel de inteligente ca oamenii? Unde am fi astăzi dacă înaintașii noștri n-ar fi descoperit cum se poate măsura timpul ori dacă n-ar fi inventat motorul cu ardere internă?

Datorită inteligenţei, creativităţii și tenacităţii omenești sunt eradicate boli grave, se descoperă noi regiuni din galaxie... iar telefoanele devin pe zi ce trece mai performante. Explorează cele mai mari invenţii și descoperiri ale lumii în paginile minunat ilustrate ale acestui atlas și află cum ți-au schimbat și continuă să îți schimbe viaţa!

Adrian Șonka și Adnan Vasile

Ghidul micului astronom prin Univers – volum publicat în colecția Nemi, la Editura Nemira Ghidul micului astronom prin Univers sau Astronomie pentru copii și restul lumii, de Adrian Șonka, este o introducere în astronomie pentru copii și pentru toți cei care vor să afle mai multe despre Univers.

Este o carte bine documentată, cu informații la zi din astronomie, dar și cu mult umor și glume science geek, adresată cititorilor de toate vârstele care vor să știe mai multe despre ce se întâmplă în spațiul cosmic.

„Cea mai mare parte din activitatea noastră mentală are loc sub sau în afara radarului conștienței“, subliniază David Eagleman în Incognito. interviu de Dana Pătrănoiu cu Alexandru Babeș, profesor de fiziologie și neurobiologie la Facultatea de Biologie a Universității din București Dacă eul conștient reprezintă doar „vârful aisbergului“ al activității cerebrale, cu ce se ocupă nenumăratele rețele neurale din creierul uman? Sistemul rațional intră în conflict cu cel emoțional sau între cele două există cooperare? Lumea înconjurătoare este „realitate obiectivă“ sau doar o multitudine de proiecții ale creierului uman, generator de modele? În volumul Incognito. Viețile secrete ale creierului, apărut în original în 2011 și în traducere românească la Editura Humanitas în 2016, respectiv 2017, specialistul în neuroștiințe David Eagleman a încercat să lămurească toate aceste dileme, argumentându-și in extenso teza potrivit a creierului de a construi un fir narativ. Dar în spatele acestor povești sunt studii recunoscute de comunitatea științifică, deci ne aflăm într-un teritoriu validat de știința modernă și nu e vorba doar de speculații elegante. Cine citește cartea poate să aibă încredere că va afla lucruri noi și, în același timp, perfect fundamentate științific.

Cred că principala calitate a cărții lui D.E. este aceea că aduce aceste descoperiri fundamentale ale neuroștiințelor în viața de zi cu zi, încercând să ilustreze relevanța lor în ceea ce ni se întâmplă și felul în care aceste concepte ne-ar putea ghida spre o societate mai funcțională.

David Eagleman este cercetător/specialist în neuroștiințe, dar și un scriitor cu priză la public, bine „marketat“. Cum sunt primite bestseller-urile lui de către confrați? Cum este considerat D. Eagleman în interiorul breslei sale?

Alexandru Babeș: David Eagleman este profesor la Stanford, Departamentul de Psihiatrie și Științe ale Comportamentului, conduce Compania NeuroSensory și este director al Centrului pentru Știință și Drept. Are numeroase publicații științifice – 5 doar în 2017 în reviste științifice bune și foarte bune.

Domeniul său de interes științific este cel al neuroștiințelor cognitive, la modul general; mai concret, se ocupă de neuroștiințe senzoriale și de substituția senzorială, de sinestezie, de percepția timpului și de interfața dintre jurisprudență/ drept și neuroștiințe (Neurolaw). Cărțile sunt apreciate atât de publicul larg, cât și de experți și au fost recenzate în The Guardian, The Independent, Kirkus review, The New Yorker.

Mi-e greu să vorbesc în numele unei comunități, dar, personal, consider că David Eagleman este un model în ceea ce privește popularizarea științifică de calitate. Mă recunosc drept un mare cititor de „popular science“ și disting două categorii între autorii din acest domeniu: unii sunt profesioniști ai genului, au absolvit facultăți de știință și au urmat cursuri post-universitare de „science writing“, au abilitatea de a traduce rezultatele esențiale ale cercetării de ultimă oră pe înțelesul unui public larg (Carl Zimmer, Sân Kean, Norman Doidge); pe de altă parte, avem cazuri de cercetători marcanți, de prestigiu în lumea științifică, și care simt nevoia de a se ridica deasupra domeniului propriu-zis de expertiză (inevitabil îngust, hiper-specializat) pentru a-și oferi (și a ne oferi) o imagine din avion, o panoramă a domeniului, dar de data asta din perspectiva specialistului. Exemple ar fi Eric Kandel, Dean Buonomano, Michael Merzenich. Între aceștia din urmă se înscrie și David Eagleman, care combină o înțelegere profundă a temei, care nu poate proveni decât din demersul cercetării, cu un talent pentru comunicarea accesibilă și incitantă.

Cât de originale și, în același timp, bine argumentate din punct de vedere științific sunt concluziile expuse în cărțile sale, cu predilecție în Incognito (pentru că despre această carte vorbim)? Concluziile sale sunt expuse și științific în articole de specialitate?

Alexandru Babeș: Eagleman ilustrează teme importante din domeniul neuroștiințelor prin povești bine spuse, ceea ce facilitează cititul și asigură succesul demersului, omul fiind prin excelență un mare consumator de povești, de narațiuni.

Chiar în Incognito se vorbește despre o nevoie

Care sunt cele mai importante și novatoare afirmații din Incognito. Viețile secrete ale creierului?

Alexandru Babeș: N-aș vorbi neapărat despre idei novatoare; cartea lui D.E. nu se dorește a fi revoluționară, ci descrie lucruri care se bucură de consens, nu cred că există cercetători care să intre în conflict cu ideile diseminate de el. Mai curând avem de-a face cu o sinteză, extrem de binevenită, a unor idei fundamentale, chiar dacă uneori contraintuitive, care să ne apropie de o înțelegere a funcționării creierului.

O primă idee, care parcurge întreaga carte ca un fir roșu, este cea a procesării subconștiente: faptul că cea mai mare parte din activitatea mentală are loc sub sau în afara radarului conștienței. Activitatea multor circuite neuronale se desfășoară, cum spune D.E., pe „pilot automat“, fără a necesita implicarea factorului conștient. În multe astfel de situații avem de-a face cu circuite neuronale șlefuite de zeci sau sute de mii de ani de evoluție a creierului, destinate rezolvării rapide a unor probleme cu care s-au confruntat predecesorii noștri vânători-culegători. Creierul este un dispozitiv biologic care adună informații din mediu în vederea inițierii unui program motor sau a unui răspuns care să crească șansele supraviețurii individului și reproducerii speciei.

A doua idee importantă se referă la percepția senzorială, exemplificată prin sistemul vizual.

Eagleman ne demonstrează cu ajutorul iluziilor optice faptul că acest sistem vizual nu funcționează ca o cameră digitală ultraperformantă care înregistrează cu fidelitate și acuitate lumea înconjurătoare, ci este mai curând un generator de modele, în care percepția produsă depinde desigur de stimulul vizual, dar în egală măsură de memorie și de așteptări. Informația vizuală este adesea insuficientă pentru a genera un comportament propice sau adecvat într-o situație – din acest motiv creierul este obligat să facă presupuneri, să completeze informația vizuală, ceea ce îl face uneori vulnerabil și susceptibil la eroare, dar alteori îi permite luarea unor decizii prompte în condițiile unor informații incomplete. În concluzie, vederea este un proces care trebuie învățat, nu este automat.

A treia idee se referă la luarea deciziilor și ne arată că în multe situații luăm decizii în mod automat, în urma unor procese mentale subconștiente sau, dacă vreți, a activării unor circuite neuronale produse de evoluție pentru a permite reacții rapide și eficiente. Automatizarea răspunsului prin eludarea intervenției conștienței permite două lucruri: rapiditate și eficiență (consum energetic redus). Se pune atunci întrebarea de ce nu funcționăm permanent pe „pilot automat“, asemenea unor zombie, sau a unor roboți, De ce mai e nevoie de conștiență? Procesarea automată funcționează fără cusur când stimulii sunt constanți, când locuim într-un mediu predictibil, dar nu mai face față atunci când individul este

căreia subconștientul omenesc „are o viață tainică și foarte intensă.“ Pentru a decodifica mai bine mesajele complexe ale volumului Incognito și, în același timp, a nuanța afirmațiile autorului american, radicale pe alocuri, îndrăznețe de cele mai multe ori, am stat de vorbă, pe îndelete, cu profesorul Alexandru Babeș, conducător al laboratorului de Neurofiziologia Durerii din cadrul Facultății de Biologie a Universității din București, și un împătimit, după cum mi-a mărturisit, al literaturii popular science (popsci). expus unor stimuli noi, care necesită un proces de învățare: eul conștient ghidează acest proces de învățare, care permite în timp formarea unor circuite neurale capabile de acțiune automată.

Conștiența intră în acțiune atunci când ceea ce se întâmplă nu mai corespunde așteptărilor.

O altă idee pune în evidență ceea ce D.E. numește democrația minții, faptul că creierul are la dispoziție mai multe sisteme distincte pentru a rezolva o anumită problemă. Ideea este descrisă pe larg în cartea lui Daniel Kahneman Thinking Fast and Slow, care identifică două tipuri de procese cognitive care funcționează în paralel: unul este rapid, automat, subconștient și bazat pe instincte și emoții, al doilea este lent, deliberat și conștient, bazat pe gândire rațională. Aceasta poate fi o simplificare, e posibil să avem de-a face cu mai multe sisteme care intră în competiție (e.g. Freud distinge id-ul instinctiv, ego-ul rațional și superego-ul critic și moralist). Un astfel de sistem caracterizat de o anumită redundanță oferă robustețe în fața leziunior, așa-numita rezervă cognitivă care ne poate proteja în fața maladiilor neurodegenerative gen Alzheimer; sistemul ne oferă mai multe instrumente cognitive cu care să rezolvăm probleme. În sfârșit, Eagleman reevaluează conceptul de vinovăție (preocuparea lui pentru relevanța neuroștiințelor în justiție e cunoscută) și a întregului sistem punitiv legal. Aceasta ar fi, să zicem, partea de noutate a cărții, elementul care o particularizează: D.E. propune să renunțăm la ideea de vinovăție (deci să nu ne mai uităm în trecut) și să ne concentrăm pe viitor, pe implementarea unui sistem punitiv axat pe protejarea societății și, în egală măsură, pe recuperarea sau reabilitarea criminalului. „Alegerile nu ne aparțin, în realitate, ci sunt alegerile unor programe adânc întipărite în circuitul cerebral de-a lungul a sute de mii de generații”, spune Eagleman. Cum nuanțați lipsa liberului-arbitru?

Alexandru Babeș: Creierul este un produs al evoluției, un sistem care rezolvă probleme în lupta pentru supraviețuire și reproducere. Odată ce stimulii externi devin repetitivi, previzibili, putem obține o rezolvare eficientă prin acțiunea rapidă și automată a unor circuite neurale determinate genetic. Problemele pot apărea însă atunci când avem de-a face cu un mediu în schimbare, când stimulii nu mai sunt repetitivi, ci sfidează așteptările. În astfel de situații, procesarea conștientă devine esențială pentru adaptarea la noile condiții. Prin liber-arbitru înțelegem tocmai această participare a conștienței în luarea deciziilor.

Benjamin Libet a realizat un experiment clasic în care subiecții au fost rugați să decidă dacă vor mișca un deget spre stânga sau spre dreapta, iar apoi să identifice momentul în care au luat decizia, fiind în tot acest timp conectați la un aparat EEG. Spre surprinderea experimentatorilor, semnalul EEG corespunzător luării deciziei s-a dovedit a avea loc anterior față de momentul în care subiecții au declarat că au luat decizia. Acest experiment sugerează că procesarea neurală are loc subconștient, iar eul conștient este doar informat de rezultatul procesării, cu alte cuvinte liberul-arbitru ar fi o iluzie. În urma acestui experiment, unii cercetători (printre care și Libet) au înlocuit conceptul de „free will“ cu „free won’t“, cu alte cuvinte conștiența n-ar putea iniția un demers sau lua o decizie, dar ar putea s-o blocheze, ca un fel de drept de veto. Dezbaterea cu privire la caracterul iluzoriu al liberului-arbitru continuă să fie alimentată de ultimele descope-

riri din domenii distincte, precum neuroștiințele cogniției, psihologia experimentală, filosofia, iar concluziile sunt departe de a fi unanim acceptate. În orice caz, orice ființă umană are un puternic instinct al liberului arbitru, iar credința fermă în liberul arbitru este de natură să producă un comportament moral, așa cum arată studii recente.

Subiecții care nu cred în existența liberului-arbitru au o tendință mai mare de a minți, înșela și fura, și în general au un comportament mai puțin etic. Deci chiar dacă ar exista suficiente motive să ne îndoim de existența liberului-arbitru, poate că n-ar fi chiar o idee bună să diseminăm larg această informație. „O treime din creierul uman este dedicată vederii“ (p. 35), „vederea este activă“ (p. 41), „creierul construiește percepția nemijlocită pe care o numim vedere“ (p. 57), văzul e un construct al creierului (p. 69), afirmă autorul în diferite instanțe ale cărții. Toate simțurile omenești sunt constructe ale creierului?

Alexandru Babeș: Toate simțurile sunt constructe ale creierului în sensul că elementul conștient nu interacționează nemijlocit cu stimulii externi (fie că este vorba despre fotoni, unde acustice, presiune mecanică sau molecule odorante). Creierul primește informația deja tradusă sub forma unor semnale electrice, potențiale de acțiune care se propagă de-a lungul prelungirilor neuronilor senzitivi.

Odată ajunsă în creier, această informație trebuie decodată și interpretată, fiind procesată în paralel de o serie de regiuni corticale care identifică aspecte din ce în ce mai complexe ale stimulilor. Deficite care apar în urma unor leziuni corticale (infecții virale, accidente, tumori) ne sugerează gradul de complexitate al procesării paralele în sistemul vizual; de exemplu pot exista deficiențe de percepere a culorilor (acromatopsia) sau de recunoaștere a fețelor (prosopagnozia). Faptul că vederea este un construct al creierului poate fi demonstrat cu ajutorul iluziilor optice, așa cum ne arată D.E. Vreau să subliniez că toate sistemele senzitive trec prin talamus (talamusul fiind o stație obligatorie), cu excepția olfacției – care trece direct din bulbul olfactic în lobul temporal medial într-o zonă care se cheamă cortex piriform, foarte aproape de nucleul amigdalian, de formațiunea hipocampică, importante în memoria afectivă…

De aceea se și spune că mirosul are o componentă afectivă – evocă amintiri puternice. În cazul sistemului somato-senzitiv, responsabil de percepția tactilă, termică și dureroasă, întâlnim fenomenul de membru fantomă, care este tot un fel de iluzie, adică o discrepanță între stimulul obiectiv și percepția mentală. O mare parte din persoanele cu membre amputate suferă de ceea ce numim membru fantomă, senzația că membrul sau o parte a acestuia este încă atașat corpului, adesea asociată și cu percepția durerii localizate în membrul fantomă. Fenomenul nu este încă pe deplin înțeles, dar se apreciază că s-ar datora reconectării neuronilor din cortexul senzitiv primar (primii neuroni din cortex care primesc informație tactilă); în absența semnalelor care proveneau de la membrul amputat, acești neuroni fac conexiuni cu fibre care aduc semnale din alte părți ale corpului – astfel, o atingere pe obraz poate fi detectată ca o stimulare a membrului amputat. În concluzie, așa cum afirmă Eagleman, nu percepem lumea din jur așa cum e, ci doar ceea ce ne spune creierul că s-ar afla acolo.

Acest material este un fragment dintr-un interviu mai extins care a fost realizat de Dana Pătrănoiu și poate fi citit în întregime pe www.revistaparagraf.com.

RACHEL IGNOTOFSKY

Femei în știință.

50 de femei temerare care au schimbat lumea volum publicat la Editura Nemira

Carte educativă, minunat ilustrată, Femei în știință aduce în prim-plan contribuțiile a 50 de femei notabile în domeniul științei, tehnologiei, ingineriei și matematicii (STEM), din Antichitate și până azi. Aceasta colecție plină de ilustrații unice și fascinante conține și infografice pe teme importante precum echipamentul de laborator, procentul femeilor care lucrează în domeniile STEM și un glosar științific ilustrat. Portretele acestor deschizătoare de drumuri cuprind figuri binecunoscute, precum primatologa Jane Goodall sau pioniere mai puțin cunoscute, precum Katherine Johnson, fiziciană și matematiciană de culoare care a calculat traiectoria misiunii Apollo 11 pe Luna.

Jim Baggott

Origini. Povestea științifică a creației fragment în avanpremieră

Am explicat de ce știința nu poate oferi o descriere definitivă a Big Bang-ului în chiar primele sale momente. Dacă extrapolăm înapoi în timp folosind relativitatea generală, ajungem la o singularitate, o situație neplăcută în care apar valori infinite – semn că am împins teoria dincolo de domeniul ei de aplicabilitate. Teoria pur și simplu n-o poate trata. Ar trebui să rezolvăm problema încorporând și teoria cuantică, iar până acum nu s-a ajuns la un consens în privința felului în care trebuie procedat.

Dar ce anume credem că s-ar fi putut întâmpla?

Să ne amintim că la Big Bang sunt create spațiul, timpul și energia, adică tot ce există, cel puțin în universul nostru. Nu avem o teorie care să se aplice la momentul Big Bang-ului, dar putem încerca să ghicim ce s-a întâmplat la scurt timp după aceea extrapolând proprietățile universului așa cum ne apare nouă azi.

De la magazinul din apropiere cumpăr deseori gheață care se vinde în pungi de plastic și cântărește câteva kilograme. Cuburile de gheață au aproximativ aceeași dimensiune, dar tind să se lipească unele de altele și sunt greu de separat. Să presupunem că golesc conținutul pungii într-o cratiță mare. Grămada de gheață e amestecată – nu e nici uniformă, nici simetrică. Arată diferit din direcții diferite: blocuri mai mici într-o parte, blocuri mai mari în alta. Această neuniformitate persistă și la nivelul microscopic al moleculelor din care e alcătuită gheața. Moleculele formează o rețea cristalină care arată diferit din direcții di-

ferite. Există o diferență între direcțiile sus-jos, stânga-dreapta și față-spate.

Ce se întâmplă dacă pun cratița pe aragaz și o încălzesc? E simplu. Cuburile și blocurile de forme diferite încep să se topească. Curând, am în cratiță un volum de apă lichidă mult mai uniform (și mult mai simetric și mai omogen). La nivel microscopic, rețeaua cristalină e înlocuită de molecule de apă care se mișcă încoace și încolo, dar sunt legate între ele în rețele pe distanțe scurte.

E mult mai greu să observăm diferențele dintre direcțiile sus-jos, stânga-dreapta și față-spate.

Acopăr acum cratița cu un capac etanș, așa încât nimic să nu iasă afară. Dacă continui s-o încălzesc, în cele din urmă lichidul va fierbe, iar distribuția aburului (a vaporilor de apă) din cratiță va fi și mai uniformă (și simetrică). La nivel microscopic, moleculele individuale de apă trec în mare viteză unele pe lângă altele sau se ciocnesc, iar rețelele pe distanțe scurte dispar.

A devenit imposibil să distingem între sus-jos, stânga-dreapta și față-spate. Vaporii arată la fel din toate direcțiile.

Scenariul nu e foarte diferit de felul în care ne închipuim că s-ar comporta bucățile de univers dacă l-am putea încălzi la temperaturile existente la scurt timp după Big Bang. Marea diversitate de particule și forțe care modelează universul nostru e de așteptat să dispară pe măsură ce ele devin tot mai omogene și mai simetrice. Azi avem de-a face în natură cu patru forțe. Am întâlnit deja gravitația, care acționează la scara

obiectelor mari, cum sunt paharele, cărțile, planetele și stelele. Celelalte trei forțe acționează la scara microscopică a moleculelor, atomilor și particulelor subatomice.

Există două tipuri de particule subatomice, numite cuarci și leptoni. Cuarcii au trei tipuri de proprietăți: sarcină electrică, culoare și aromă. Forța nucleară tare acționază asupra culorii cuarcului și e transmisă de la un cuarc la altul prin intermediul unor particule de masă nulă numite gluoni. Forța nucleară slabă acționează asupra aromei cuarcului, iar cea mai cunoscută manifestare a ei apare în dezintegrarea radioactivă beta. Forța nucleară slabă e transmisă prin „fotoni grei“ numiți particule W și Z, care sunt în număr de trei: W+, W– și Z0. Cuarcii de diferite culori și arome se combină pentru a forma protoni și neutroni, despre care se credea la un moment dat că sunt particule elementare.

A patra forță, electromagnetismul, ne e destul de bine cunoscută – este forța dintre particulele încărcate electric, cum sunt protonii și electronii, transmisă de fotoni, particulele care alcătuiesc lumina. E forța pe care o simți când încerci să apropii polii nord a doi magneți. E de asemenea forța pentru care plătești factura la electricitate.

Dacă încălzim particulele și forțele care acționează asupra lor până la o temperatură suficient de înaltă, unii fizicieni cred că vom obține o singură particulă și o singură forță primordială – forțele electromagnetică, slabă, tare și, în cele din urmă, cea gravitațională se vor „contopi“.

Dacă acest scenariu e corect, atunci prima perioadă din viața universului e caracterizată prin apariția spontană a spațiului-timp și a energiei (deși nu e clar dacă în această etapă există vreo diferență între ele), guvernate de o unică forță

universală primordială. E tentant să definim asta ca un fel de timp zero absolut, momentul în care ceasul începe să ticăie, numai că timpul însuși e creat atunci. Prin urmare, „timpul zero“ nu e bine definit, și există o oarecare ambiguitate când vorbim despre timp „după big bang“.

Fragment extras din cartea Origini. Povestea științifică a creației de Jim Baggott, trad. de Tudor Avram aflată în curs de publicare în colecția de știință a Editurii Humanitas