Howard Pattee é professor emérito aposentado da SUNY, Binghamton, no Departamento de Ciência de Sistemas e Engenharia Industrial.

Pattee foi citado no Simpósio de Biologia Teórica da União Internacional de Ciências Biológicas de 1967 como proponente de um dos dois sistemas pré-vida com potencial para variabilidade e hereditariedade (para Pattee, copolímeros táticos ). O outro foi a replicação, com variações, de macromoléculas em argilas, realizada por AG Cairns-Smith . Veja o artigo de CH Waddington na revista Nature .

Pattee criticou os participantes do simpósio por afirmarem que a biologia era simplesmente "física e química", sem citar uma única lei da física.

Embora a ligação química tenha sido inicialmente reconhecida e discutida em detalhes em termos clássicos, a maioria dos físicos considerava a natureza dessa ligação um profundo mistério até que Heitler e London derivaram qualitativamente a interação de troca e demonstraram que esse comportamento da mecânica quântica explicava as propriedades observadas de valência e estabilidade. Por outro lado, não é incomum encontrar biólogos moleculares utilizando uma descrição clássica da replicação e codificação do DNA para justificar a afirmação de que as células vivas obedecem às leis da física, sem jamais formular uma lei da física ou demonstrar quantitativamente como essas leis são obedecidas por esses processos.

(Em "Towards a Theoretical Biology" , 1967, citado por L. Gatlin, em " Information Theory and the Living System" , p. 15)

Quando alguém apontou a necessidade de separar o programa e a maquinaria do computador, o que corresponde em termos biológicos à separação entre genoma e fenótipo, o organizador da conferência, C. H. Waddington, relatou que Pattee disse:

A lógica dessa necessidade foi discutida por von Neumann em *Theory of Self Reproducing Automata* (University of Illinois Press, 1966). Pattee expressou a mesma ideia de outra forma, ao enfatizar que um sistema hereditário eficaz requer tanto um reservatório de memória, que deve ser construído com materiais relativamente inativos para ser suficientemente estável, quanto um mecanismo não apenas para ser replicado, mas também para influenciar o ambiente ao seu redor.

É discutível se é teoricamente possível conceber uma substância suficientemente inerte para ser um armazenamento eficiente e, ao mesmo tempo, suficientemente reativa para afetar o ambiente. Na prática, porém, é evidente que os seres vivos na Terra ainda não descobriram tal material. Em geral, eles optaram pelo DNA, que é relativamente inerte, como armazenamento de memória, e pelo RNA e proteínas para decodificá-lo em enzimas que participam tanto da replicação do material armazenado quanto das interações com o ambiente.

Seguindo essa linha de raciocínio, Pattee levantou uma questão do ponto de vista da mecânica quântica, que pareceu um tanto complexa para muitos dos biólogos presentes. A estabilidade dos algoritmos armazenados no DNA é garantida por processos mecânicos quânticos que definem a configuração de moléculas individuais de DNA. Sua replicação e decodificação dependem da ação de enzimas, como as polimerases, que garantem que as bases em uma única fita de DNA sejam pareadas corretamente com as bases complementares para formar a segunda fita ou o RNA correspondente. A existência de tais enzimas, afirma ele, não pode ser deduzida das leis fundamentais da física. Elas atuam como restrições "não holonômicas" que limitam os graus de liberdade de todo o sistema. Sua origem em algum estágio muito inicial da evolução é um dos principais problemas. Além disso, a estabilidade dos algoritmos armazenados no DNA é garantida por processos mecânicos quânticos, mas as polimerases decodificam isso em quantidades de proteínas e outros constituintes celulares suficientemente grandes para operar de acordo com as leis da física clássica. Estamos, portanto, diante de um exemplo de " medição quântica ", um assunto que parece causar muitas dores de cabeça aos físicos teóricos.

( Em direção a uma biologia teórica , 1967)

Nos últimos anos, Pattee raramente citou a importância da física quântica, que é o elemento crucial para a criação de novas informações.

Em 1969, Pattee fez a pergunta fundamental sobre a conexão entre matéria e símbolos que ele perseguiria pelo resto da vida:

Como podemos saber quando há comunicação em sistemas vivos A maioria dos pesquisadores da área provavelmente não se preocupa muito em definir o conceito de comunicação, já que muitas questões concretas e experimentais sobre o controle do desenvolvimento não dependem do que significa comunicação. Mas eu me interesso pela origem da vida e estou convencido de que o problema da origem da vida sequer pode ser formulado sem uma melhor compreensão de como as moléculas podem funcionar simbolicamente, ou seja, como registros, códigos e sinais. Ou, como sugiro no título, para entendermos as origens, precisamos saber como uma molécula se torna uma mensagem.

Mais especificamente, como físico, quero saber como distinguir a comunicação entre moléculas das interações ou forças físicas normais entre elas, que acreditamos serem responsáveis por todos os seus movimentos. Além disso, preciso fazer essa distinção no nível mais simples possível, já que não responde à questão da origem observar organismos altamente evoluídos nos quais os processos de comunicação são razoavelmente claros e distintos. Portanto, preciso saber como as mensagens se originaram.

(Quando uma molécula se torna uma mensagem?, Comunicação no Desenvolvimento , 1969)

Durante simpósios sobre biologia teórica no final da década de 1960, Pattee utilizou a teoria dos autômatos autorreplicantes de John von Neumann para argumentar a favor do poder causal dos símbolos sobre o mundo biológico. Von Neumann havia distinguido a "descrição" abstrata (os símbolos codificados que carregam a informação estrutural da máquina autorreplicante) da "construção" material propriamente dita do autômato. Pattee identificou a "descrição" de von Neumann com a sequência linear do código genético no genótipo . Ele identificou a "construção" de von Neumann com a formação do fenótipo tridimensional .

Na biologia, ocorrem duas coisas distintas: a informação abstrata codificada no "software" e a estrutura concreta da informação material, ou "hardware". Pattee considerava a descrição simbólica como responsável pela manifestação física e afirmava que "a vida é matéria controlada por símbolos", estabelecendo uma conexão com uma descrição biosemiótica da vida.

Como físico, Pattee assume que leis físicas determinísticas governam toda a dinâmica, a qual pode, em princípio, ser calculada dadas as condições iniciais e as condições de contorno. Pattee, e muitos dos biosemióticos contemporâneos, como Terrence Deacon , preferem chamar as condições iniciais e de contorno de "restrições". Pattee afirma que seu conceito de restrição não é facilmente compreendido. Isso tem gerado considerável confusão quando aplicado à biosemiótica , cujos praticantes pouco conhecem sobre dinâmica e seus leitores menos ainda.

Pattee descreve o nível superior em um sistema hierárquico como algo que impõe restrições aos movimentos dinâmicos dos níveis inferiores. Assim, a " causalidade descendente " das moléculas em uma roda giratória, proposta por Roger Sperry , restringe seus movimentos aos do movimento da roda.

Pattee está ciente de que algumas situações físicas não podem ser descritas dinamicamente , particularmente aquelas que envolvem um grande número de partículas, mas devem ser descritas estatisticamente . Ele acredita que as colisões microscópicas de partículas materiais são reversíveis no tempo e descritíveis dinamicamente. Ele define seu importante termo "restrição" e explica a necessidade de duas "descrições" diferentes em sistemas hierárquicos.

O conceito comum de restrição é a limitação forçada da liberdade. Essa ideia geral também se aplica à mecânica, mas, como enfatizamos no início, as restrições de controle também devem criar liberdade em algum sentido... as forças fundamentais de fato "limitam a liberdade" das partículas... o fato é que elas não deixam liberdade alguma para as partículas.

A ideia de restrição para um físico não é um conceito microscópico. As forças de restrição, para um físico, estão inevitavelmente associadas a um novo nível hierárquico de descrição... as forças de restrição não são as forças detalhadas de partículas individuais, mas sim forças provenientes de conjuntos de partículas ou, em alguns casos, de unidades individuais, calculadas em média ao longo do tempo. Em qualquer caso, alguma forma de processo de média estatística substituiu os detalhes microscópicos. Em física, portanto, para descrever uma restrição, é preciso abandonar a descrição dinâmica detalhada. Uma restrição requer uma descrição alternativa .

Não quero dar a entender que tudo isso seja facilmente compreendido.
Pelo contrário, embora os físicos consigam obter respostas bastante satisfatórias para problemas que envolvem a dinâmica de partículas individuais, limitada por médias estatísticas de conjuntos de partículas, é justo dizer que essas duas linguagens alternativas, dinâmica e estatística, nunca foram combinadas de forma elegante, apesar de muitas tentativas profundas nesse sentido.

Além disso, o problema se mostrou extremamente obscuro no nível mais fundamental, ou seja, na interface entre a dinâmica quântica e as estatísticas de medição.

A física quântica é uma teoria estatística , e todas as medições são baseadas em estatísticas. A "descrição alternativa" de Pattee é uma descrição estatística.

Isso é conhecido como o problema da medição quântica e, embora tenha sido discutido pelos físicos mais competentes desde a descoberta da mecânica quântica, ainda se encontra em um estado insatisfatório. O que é consenso, no entanto, é que a medição requer uma descrição alternativa, que não pode ser derivada das equações de movimento da dinâmica quântica ^.

² O problema da medição quântica está intimamente relacionado ao problema da irreversibilidade estatística e também possui um longo histórico de argumentos profundos, centrais para a interpretação da teoria quântica. A dificuldade fundamental reside no fato de que um evento físico, como a colisão de duas partículas, é um processo reversível, enquanto o registro desse evento, que chamamos de medição, é irreversível (o registro não pode preceder o evento). Contudo, se analisarmos o dispositivo de registro em detalhes, ele deverá ser redutível a colisões reversíveis entre conjuntos de partículas.

Eu diria que uma coleção dinâmica é descrita como uma restrição quando existem equações ou regras, em uma forma mais simples, que direcionam ou controlam os movimentos de partículas selecionadas. É claro que as equações dinâmicas ainda devem nos dizer, em princípio, como todo o sistema evoluirá ao longo do tempo, sem envolver o conceito de restrição.

No entanto, desejo generalizar esse conceito de restrição para que se aplique mesmo antes da existência dos físicos.

("A base física da origem do controle hierárquico", em Teoria da Hierarquia , ed. H. Pattee, 1973, pp. 85-89)

Para um colóquio de cientistas realizado em 1969, que buscava "ir além" dos problemas da teoria quântica, Pattee escreveu o provocativo artigo "A Vida Pode Explicar a Mecânica Quântica". Nele, ele argumentou que,

O significado físico de um processo de gravação em moléculas individuais não pode ser analisado sem se deparar com o problema da medição na mecânica quântica, nem os aspectos simbólicos da descrição genética podem ser compreendidos sem uma interpretação da relação matéria-símbolo em um nível físico elementar.

Como explicou Ernst Mayr , os seres vivos têm uma história.

A matéria viva comporta-se de maneira diferente da matéria não viva.
Para esta discussão, vou apresentar o problema da origem da vida da forma mais simples possível. A matéria viva distingue-se da matéria não viva apenas pelo seu comportamento coletivo ao longo do tempo... partindo de um conjunto comum de leis dinâmicas para os movimentos microscópicos, observamos a matéria viva evoluindo hierarquias de ordem coletiva, enquanto a matéria não viva evolui uma desordem coletiva. Mesmo o mais convicto defensor do reducionismo total deve concordar que este aspecto da matéria viva difere da matéria não viva... podemos perguntar: qual é o conjunto mais simples de condições físicas que permitiria à matéria ramificar-se em dois caminhos — o da vida e o da morte — sob um único conjunto de leis dinâmicas microscópicas?

Eventos e registros de eventos.
Veremos... que a origem dos registros a partir de um sistema determinístico também deve envolver um segundo modo de descrição. O problema é, em primeiro lugar, explicar como os modos estatísticos surgem espontaneamente e, em segundo lugar — a parte difícil —, explicar como o modo estatístico "vital" leva a uma organização crescente, enquanto a descrição estatística ordinária leva a uma desorganização crescente.

A posição epistemológica que assumirei nesta discussão é a de que o conceito de probabilidade é inseparável do próprio conceito de medição ... A evolução da desordem em coleções de matéria inanimada pode... ser atribuída à propagação de erros nos registros das condições iniciais.

As equações de movimento clássicas e quânticas (de Schrödinger) são determinísticas, mas qualquer interação ( colapso da função de onda ) torna o movimento indeterminístico e irreversível.

As equações de movimento permanecem determinísticas e reversíveis, mas quaisquer registros de condições iniciais são probabilísticos e perdem sua precisão ou significado irreversivelmente ao longo do tempo.

Se aceitarmos a perda de registros como a origem do aumento da desordem ao longo do tempo, então é razoável supor que o aumento da ordem ao longo do tempo exija o acúmulo de registros. Em terminologia biológica, descrevemos o processo de registro como o acúmulo de informação genética pela seleção natural.

Para a filosofia da informação, a origem da vida reside no momento em que as primeiras macromoléculas começaram a se comunicar e processar informações, a se replicar e a sintetizar seus próprios componentes.

O problema da origem da vida consiste em explicar como esse acúmulo de registros começou e por que ele pode sobreviver à tendência universal à perda de registros que ocorre na matéria não viva. Qual é o sistema físico mais simples no qual um processo de registro persistente restringe eventos futuros Ao formular o problema da origem da vida dessa maneira, fica claro que precisamos saber com mais precisão o que entendemos por "processo de registro mais simples".

O que é um registro?
Creio que devemos partir da premissa razoável de que os primeiros registros ocorreram em moléculas individuais, já que é assim que eles se organizam nas células modernas.

Nenhum conhecimento pode ser adquirido por um "observador consciente" a menos que novas informações já tenham sido irreversivelmente registradas no universo, por exemplo, pelo aparelho de gravação experimental.

A condição essencialmente nova nesta formulação da origem da vida para o problema do registro ou da medição é que nenhum observador humano, nenhum físico, nenhum filósofo, nem qualquer instrumento de medição macroscópico projetado por organismos biológicos pode existir no princípio. Imaginamos apenas os movimentos e interações da matéria elementar, então só podemos perguntar: como a matéria registra seu próprio comportamento sem a intervenção de um físico Ou, em outras palavras: como o movimento da matéria leva ao registro desses movimentos?

Alguém provavelmente objetará que o observador não desapareceu de fato nesta formulação, e que eu apenas o ocultei imaginando a existência de um processo de registro objetivo que é operacionalmente sem sentido, já que ainda é o observador humano quem decide quando um registro foi feito. Aqui, admitirei simplesmente ser um realista, isto é, uma pessoa que acredita que existem aspectos do mundo que existem independentemente da descrição do mundo feita por este observador.

Pattee demonstra aqui que o colapso irreversível da função de onda ( Processo 1 de von Neumann ) não depende de um observador "consciente".

Devo aceitar como um conceito significativo, apoiado por evidências empíricas, que a vida nem sempre existiu na Terra e que foi o acúmulo e a transmissão de registros hereditários em nível molecular que eventualmente levaram, somente após bilhões de anos, a observadores como eu. Mas devo acrescentar — e este é o ponto central — que não apenas a matéria, mas também os registros existiam muito antes de os físicos começarem a pensar sobre a matéria e a construir grandes instrumentos de medição.

Minha ideia central é que a essência do problema da matéria-símbolo e do problema da medição ou registro deve surgir na origem da matéria viva. Símbolos e registros existem desde o surgimento da vida. Se essa visão estiver correta, então é uma estratégia mais promissora começar perguntando o que entendemos por primeiro registro primitivo, em vez de questionar o que entendemos por nossos registros mais sofisticados e abstratos. Na prática, essa estratégia nos força a estabelecer um critério objetivo para um processo de registro.

A física dos registros.
O que podemos entender por um processo de gravação primitivo em termos de descrição física No uso comum, o conceito de um processo de gravação implica três etapas que podemos chamar de (1) escrita, (2) armazenamento e (3) leitura...

Agora, é pelo menos logicamente claro que, na medida em que exigimos, ao 'escrever um símbolo' ou 'fazer uma medição', algum processo dinâmico seletivo que seja invariante às condições iniciais, devemos, na prática, introduzir uma nova 'equação de movimento' para o sistema, e isso é claramente contraditório se assumirmos que as equações de movimento originais são completas e determinísticas.

Todos os registros são estatísticos.
Uma maneira de sair dessa contradição é, como sabemos, abandonar a descrição detalhada e, por meio de um postulado de ignorância, definir novas variáveis como 'médias' em um intervalo de tempo extenso ou em uma coleção de graus de liberdade microscópicos... tais 'invariantes' artificiais do movimento podem reduzir seletivamente o número de graus de liberdade dinâmicos e, portanto, podem satisfazer nossa condição para escrever .

Como demonstra a explicação do processo de criação cósmica , a criação de uma nova estrutura de informação (com uma redução local na entropia) não pode ser estável a menos que uma quantidade de entropia positiva transferida seja maior do que a nova entropia negativa local.

Mas, em troca da nossa capacidade de controlar seletivamente os graus de liberdade em um sistema macroscópico, devemos aceitar uma dissipação correspondente para não violar as leis estatísticas das nossas coordenadas macroscópicas. Ou seja, para cada seleção binária ou bit gravado, deve haver (ln 2) kT de energia dissipada. Se não fosse esse o caso, sabemos que poderíamos projetar 'demônios' não holonômicos que violariam a Segunda Lei da Termodinâmica (por exemplo, referências ( Szilard ) e ( Landauer )). Assim, o conceito clássico de escrita ou gravação exige uma restrição clássica não holonômica que é inerentemente estatística em sua estrutura e dissipativa em sua operação... Mas, independentemente de como escolhamos descrever um processo de seleção em termos físicos, devemos aceitar a irreversibilidade inerente do conceito... A escrita de registros e símbolos é um processo de classificação inerentemente irreversível e, portanto, sua representação física é probabilística.

Não devemos tentar compreender a mente humana comparando-a com as máquinas de computação atuais, mas sim inverter a perspectiva e comparar os computadores ao processador de informação biológico altamente evoluído que constitui o hardware do cérebro humano e o software da mente.

Acredito que qualquer tentativa de descrever a origem da vida em termos físicos demonstrará que a analogia clássica e determinista da máquina para a vida é usada precisamente ao contrário! Como Polanyi tão claramente apontou, todas as nossas máquinas macroscópicas e linguagens simbólicas existem apenas como produto de matéria viva altamente evoluída. Máquinas clássicas e sistemas simbólicos são, em essência, restrições biológicas, não físicas. É uma observação simples, porém não trivial, que máquinas e linguagens clássicas não ocorrem no mundo inanimado. O fato de nossas máquinas clássicas e sistemas simbólicos poderem ser construídos com alta precisão e confiabilidade não é um tributo ao determinismo clássico, mas à engenhosidade biológica, ou, para dizer de forma mais modesta, é o produto final da evolução por seleção natural. Essa evolução não começa com linguagens e máquinas clássicas, mas com a dinâmica integrada de linguagens e máquinas moleculares . Moléculas individuais funcionam como as restrições de escrita, armazenamento e leitura em todas as células vivas presentes e talvez até mesmo no cérebro.

É possível que a distinção entre as descrições dinâmicas e estatísticas se revele um abismo insondável no cérebro humano, mesmo quando analisamos a molécula de registro mais simples; ainda assim, não consigo acreditar que não seria esclarecedor conhecer a dinâmica e a estatística, tanto quanto possível, em uma situação de registro natural não projetada pelo cérebro humano.

("A vida pode explicar a mecânica quântica", em Teoria Quântica e Além , 1971, pp. 307-319)

Em 1996, Pattee escreveu sobre a diferença entre controles dinâmicos , que se acredita seguirem leis físicas determinísticas e reversíveis no tempo, e seus controles simbólicos ou semióticos , que emergem em um nível superior de um sistema hierárquico:

Compare a solução da física da informação ao problema da medição .

A teoria dos controles semióticos e sua relação com as leis dinâmicas naturais é uma questão fundamental e a causa de controvérsias aparentemente indecidíveis. Em física, uma questão teórica fundamental é chamada de problema da medição . O problema consiste em como decidir quando uma medição está completa, ou seja, como determinar quando e como a dinâmica das leis físicas é mapeada no registro semiótico de uma medição.

As leis físicas dinâmicas são completamente determinadas , dadas as restrições.

Sempre houve um paradoxo aparente entre o conceito de leis físicas universais e os controles semióticos. As leis físicas descrevem a dinâmica de eventos inexoráveis, ou, como Wigner expressa, as explicações físicas nos dão a impressão de que os eventos "... não poderiam ser de outra forma".

O modelo de dois estágios do livre-arbítrio explica como poderíamos ter agido de outra forma .

Em contrapartida, os conceitos de informação e controle nos dão a impressão de que os eventos poderiam ser diferentes , e a conhecida medida de informação de Shannon é simplesmente o logaritmo do número de outras maneiras...

As tentativas modernas da física de lidar com esse paradoxo exigem a introdução de conceitos estatísticos que permitam alternativas no arcabouço das leis físicas, reinterpretando a distinção essencial entre as próprias leis, que descrevem todas as alternativas possíveis, e as condições iniciais, que determinam um caso particular.

As leis da física não são, na verdade, inexoráveis e determinísticas. Existe apenas um mundo, e ele é irremediavelmente quântico. O surgimento de um mundo clássico ocorre quando temos um grande número de partículas.

A física estatística aceita a inexorabilidade das leis, mas assume que alternativas virtuais podem existir nas condições iniciais microscópicas. Uma medida dessas alternativas é a entropia. Assim, criamos conjuntos estatísticos imaginários de sistemas que seguem as mesmas leis dinâmicas, mas que possuem diferentes conjuntos de condições iniciais. Esses estados microscópicos virtuais são restringidos apenas por postulados estatísticos e sua consistência com as variáveis de estado macroscópicas. Uma modificação dessa visão clássica, proposta por Born, aponta que as condições iniciais de uma única partícula jamais podem ser medidas com precisão formal e, portanto, mesmo as leis clássicas do movimento podem prever apenas distribuições de probabilidade para as trajetórias. Somente quando uma nova medição é realizada é que essa distribuição pode ser alterada.

O fato é que todas as nossas descrições e cálculos semióticos formais, quer os interpretemos como probabilísticos, estatísticos ou imprecisos, são na prática considerados manipulados por regras nítidas e estritamente determinísticas, embora as leis físicas exijam que a execução das regras semióticas seja um evento estocástico.

Na física da informação, um colapso da função de onda cria uma estrutura de informação que é o "registro" do evento, como diz Pattee. Mas, a menos que haja uma transferência de entropia positiva para longe da nova informação, ela será destruída por um retorno ao equilíbrio.

A questão de onde a descrição dinâmica deve ser substituída pela descrição simbólica não é simplesmente um problema empírico, mas sim um problema de definição e de epistemologia. Para objetivar a questão o máximo possível, devemos perguntar não o que entendemos por informação, mas o que a própria informação significa no mundo físico. Em física, onde ainda não há consenso sobre como descrever adequadamente o processo de medição, existe pelo menos um acordo geral de que uma medição deve ter sido concluída quando existe um registro semiótico do resultado, embora o que exatamente constitui um registro semiótico não esteja claro.

Na filosofia da informação, o universo cria muitas estruturas de informação. Um experimento físico deve criar uma estrutura de modo que um observador tenha algo a observar, momento em que pode ser considerado uma medição.

A livre escolha do experimentador foi descrita por Niels Bohr , Werner Heisenberg , Paul Dirac e por Henry Stapp como a fonte do livre-arbítrio.

A questão é que a função de medição não pode ser alcançada por uma descrição dinâmica fundamental do dispositivo de medição, mesmo que tal descrição baseada em leis seja completamente detalhada e inteiramente correta. Em outras palavras, podemos afirmar corretamente que um dispositivo de medição existe como nada mais que um sistema físico, mas para funcionar como tal, ele requer uma descrição simplificada por parte do observador, que não pode ser derivada da descrição física. O observador deve, na prática, escolher quais aspectos do sistema físico ignorar e inventar aqueles que devem ser considerados. Esse processo de seleção é uma decisão do observador ou organismo e não pode ser derivado das leis.

Assim como o processo de seleção cognitiva do observador é necessário para uma medição, a seleção natural é necessária para gerar função ou significado no DNA genético.

Tanto na evolução quanto no livre-arbítrio, existe um processo em duas etapas: primeiro, a geração de possibilidades alternativas ; depois, a avaliação e a seleção que tornam uma dessas possibilidades real.

O conceito de seleção, seja ela natural, cognitiva ou de qualquer outra forma, implica uma escolha entre alternativas. As alternativas podem ser consideradas reais, virtuais ou estados de uma memória, mas, em qualquer caso, tal como acontece com a medição, a linguagem das leis físicas fundamentais não consegue prever qual alternativa é selecionada ou sequer descrever o processo de seleção que, por definição, deve ocorrer fora do sistema que está sendo descrito.

Pattee pode aqui antecipar nosso modelo de mente/cérebro, o Registrador e Reprodutor de Experiências , onde nosso conhecimento está pronto para fornecer possíveis ações com base em experiências atuais semelhantes.

O problema do significado retardado é causado pelo contexto pragmático de um signo em um controle semiótico, que pós-estruturalistas como Jacques Derrida identificaram como adiamento ou deslocamento do significado.

O cérebro está repleto de conhecimento que pode parecer não relacionado a qualquer ação, construção ou controle útil imediato. No entanto, esse alto nível de informação é o que forma nossos modelos, nossos sistemas de valores, nossa estética e nossa visão de mundo, a partir dos quais derivamos nossos objetivos, decisões e ações. Certamente não é desprovido de significado. Esse problema do significado retardado surge devido à aparente falta total de conexão intrínseca entre o tempo e o lugar em que adquirimos novas informações e o tempo e o lugar em que elas são selecionadas ou quando decidimos usá-las em nossas ações e esforços de controle. No jargão da física, essa arbitrariedade na escala de tempo ou a falta de qualquer relação temporal definível entre eventos é chamada de incoerência . No jargão da linguística, é chamada de deslocamento . É essa arbitrariedade temporal que é uma das razões pelas quais o controle semiótico é difícil de incorporar em modelos físicos ou em qualquer formalismo dinâmico onde o tempo ou a sequência definem a transição para o próximo estado.

(A Física dos Símbolos e a Evolução dos Controles Semióticos, Anais do Instituto Santa Fé , 1997)

Em 2000, Pattee enfatizou a natureza reversível no tempo de todos os processos dinâmicos.

Na física moderna, a causalidade é gratuita. O paradigma newtoniano de leis de taxa determinadas pelo estado, derivadas de uma variável escalar de tempo e forças explícitas, apenas reforça o conceito ingênuo de causalidade unidimensional e focal. Os reducionistas consideram as leis físicas microscópicas como a fonte última da ordem...

O problema fundamental reside no fato de que as equações microscópicas da física são simétricas em relação ao tempo e, portanto, conceitualmente reversíveis. Consequentemente, o conceito irreversível de causalidade não encontra respaldo formal nas leis microfísicas e, quando utilizado, trata-se de uma interpretação linguística puramente subjetiva dessas leis. Hertz (1894) argumentou que até mesmo o conceito de força era desnecessário. Isso não significa que os conceitos de causa e força devam ser eliminados, pois não podemos escapar do uso da linguagem natural, mesmo em nossa utilização de modelos formais. Ainda interpretamos algumas variáveis nas leis da taxa de variação como forças, mas formalmente essas equações dinâmicas definem apenas um mapeamento invertível em um espaço de estados. Devido a essa simetria temporal, sistemas descritos por tal dinâmica reversível não podem gerar formalmente (sintaticamente) propriedades intrinsecamente irreversíveis, como medições, registros, memórias, controles ou causas. Além disso, como Bridgman (1964) apontou, "O conceito matemático de tempo parece estar particularmente distante do tempo da experiência." Consequentemente, nenhum conceito de causalidade, especialmente a causalidade descendente, pode ter muito valor explicativo fundamental no nível das leis físicas microscópicas.

(A Física dos Símbolos e a Evolução dos Controles Semióticos, Anais do Instituto Santa Fé , 1997)

Em um workshop de 2015 na UC Berkeley, intitulado "Da Informação à Semiose" , Pattee descreveu sua ideia de "autorreplicação baseada em símbolos", fundamentada na lógica de John von Neumann , que exige uma distinção clara entre descrições e construções , onde as descrições são independentes do tempo e as construções variam ao longo do tempo. Ele descreve um "corte" que é uma distinção entre o eu e o não-eu.

Uma descrição requer um sistema simbólico ou uma linguagem. Funcionalmente, descrição e construção correspondem à distinção feita pelos biólogos entre genótipo e fenótipo . Minha visão biosemiótica é que a autorreplicação também é a origem da semiose.

Ao longo de muitos anos (por exemplo, Pattee, 1969, 1982, 2001, 2015), tenho defendido que a autorreplicação fornece o nível limite de complexidade em que a existência clara de um eu ou de um sujeito confere significados empiricamente decidíveis a conceitos funcionais como símbolo, intérprete, agente autônomo, memória, controle, teleologia e intencionalidade . O problema conceitual para a física é que nenhum desses conceitos entra nas teorias físicas da natureza inanimada.

A autorreplicação requer um corte epistêmico entre o eu e o não-eu , e entre sujeito e objeto.

A autorreplicação exige uma distinção entre o eu que é replicado e o não-eu que não é replicado. O eu é um sujeito individual que vive em um ambiente frequentemente chamado de objetivo, mas que é mais precisamente visto, do ponto de vista biosemiótico, como o Umwelt ou imagem de mundo do sujeito . Essa distinção epistêmica também é necessária devido à distinção semiótica entre o intérprete e o que é interpretado , como um signo ou um símbolo. Em física, essa distinção se dá entre o resultado de uma medição – um símbolo – e o que está sendo medido – um objeto material.

Chamo a isso de problema símbolo-matéria , mas este é apenas um caso mais específico do clássico problema epistêmico de 2500 anos sobre o que nossa imagem do mundo realmente nos diz sobre o que chamamos de mundo real .

(Informação simbólica, comunicação privada, 2015)

Pattee relaciona seu "corte epistêmico" com o "Schnitt" de Heisenberg - von Neumann em algum ponto entre o aparelho de medição e a mente do observador. Isso levou à ideia equivocada de que as funções de onda não entrariam em colapso sem observadores conscientes.

John Bell questionou se o observador precisa de um doutorado e onde se localiza essa "cisão instável". Bell fez um desenho da "cisão instável", que anotamos com o momento em que uma medição se torna possível, o momento em que uma informação irreversível é criada. Como Pattee observou anos atrás, este é o momento em que um registro semiótico é criado.

Como uma molécula se transforma em uma mensagem?

Será que a vida consegue explicar a mecânica quântica?

Problemas físicos das restrições na tomada de decisões

Artigos de Pattee no Academia.edu