Processi della Scienza e dell’Arte modellati come Oloflusso di Informazione attraverso la geometria toroidale

In questo lavoro si tenta di modellare la struttura della scoperta scientifica e artistica alla luce delle idee definite al presente sul flusso e la conservazione di informazione, usando il concetto della geometria toroidale. Questo va interpretato come modello euristico aperto a sviluppo ed evoluzione ulteriore.

L’applicazione del modello toroidale è per ora un approccio metaforico, ma potrebbe evolvere in una descrizione fisica nella scienza, nell’arte e nei processi cognitivi, dato che la dinamica toroidale è ritenuta in generale un integratore di informazione e una potenziale unità dello spazio tempo quantizzato. Essa viene ampiamente usata per descrivere la dinamica dei processi fisici in tutte le scale della realtà e in particolare come unità fondamentale di uno spazio quantizzato. Il toroide è l’ipotetico mattone fondamentale dello spazio-tempo, in cui l’informazione (onda) può essere processata, immagazzinata e sovrapposta. In questo modo la modellazione toroidale può essere usata come metafora nella filosofia della scienza e anche per definire un accoppiamento di varie modalità dell’informazione (luce, suono, informazione complessa, significato, idee, concetti, leggi fisiche, impostazioni sociali nella scienza ed arte, ecc..).

Un esempio famoso, per illustrare l’uso della figura metaforica e archetipica nell’arte e nella scienza, è l’Oroboro: un serpente che sembra inghiottire la propria coda, riunendo le estremità del suo corpo in una forma circolare. Fin dai tempi antichi era visto come un simbolo di eterno ritorno e immortalità. Più recentemente, scienziati come Primack, nel 2006, hanno proiettato la dimensione relativa delle strutture definite nell’universo sul corpo del serpente, passando dagli estremi del più piccolo (scala di Planck) alla scala al più grande come i buchi neri e l’intero universo. In questa immagine gli umani sembrano trovarsi in una posizione intermedia (apparentemente antropomorfica).

Figura 8. Ouroboro Cosmico (a) La struttura ad anello cavo formata dal serpente può essere interpretata come vuota al centro, ma in alternativa può essere vista come un toroide piatto che mostra un foro centrale; (b) la rappresentazione toroidale alternativa dell’Ouroboro: il buco centrale è raffigurato qui come una struttura sferica di un buco nero, contenente in superficie le unità di informazione di base (in 0 e 1) proiettate sull’orizzonte degli eventi (rosso). Ogni Q-bit è composto da quattro unità di Planck. Il cosmo al margine destro contiene quindi un’unità di elaborazione delle informazioni invariante di scala che è strumentale nella comunicazione globale all’interno e nella ricreazione dell’universo.

Nella figura circolare sopra a destra, riconosciamo un toroide piatto (un cerchio circolare), con il suo asse centrale o buco centrale. È in questo senso che la parte centrale vuota dell’Oroboro costituisce una forma per un “processo inplanatorio” (vedi dopo), efficacemente riflesso come “Attraversante” il piano dell’Oroboro presentato a sinistra (Judge, 2018b). Ora possiamo concepire l’Oroboro in modo diverso: non come un morso intossicante o una deglutizione soffocante di sè stesso, un processo circolare di suicidio, ma piuttosto da una prospettiva completamente diversa. Questo si realizza con una domanda: cosa può offrire la coda alla bocca in modo che la figura si trasformi in un simbolo di resurrezione e rinascita fisica definitiva come gli alchimisti e filosofi come Jung ci ha detto molto tempo fa? Qui dovremmo impiegare strati più profondi della struttura interna toroidale (che rappresenta il processo di in-planazione) che fornisce una sovrapposizione di informazione ondulatoria, accoppiamento ricorrente e quindi duplicazione delle informazioni in un processo di “auto-riflessione” fisica. Nel quadro dell’Oroboro cosmico nella Figura 8, ora chiediamo quale elemento in natura possa connettere le varie forme materiali dell’universo alle varie scale? Una potenziale risposta a questo puzzle sta nel riconoscimento del ruolo centrale dell’informazione fisica, attraverso la quale queste strutture possono essere descritte.

La porzione di coda rappresenta la più piccola scala quantizzata (scala di Planck), composta presumibilmente dalle più piccole unità di informazione: il Q-bit. La porzione della bocca del serpente raffigura la più grande struttura dei buchi neri al centro di tutte le galassie. I buchi neri non solo ingoiano gravitazionalmente le informazioni ma, secondo recenti ricerche cosmologiche, irradiano informazione sulla loro superficie, chiamata orizzonte degli eventi. Qui la scala più piccola dell’universo incontra quella più grande! In questo modello, l’universo è concepito come una struttura “vivente” che fornisce una retro-radiazione mediata dall’orizzonte degli eventi, di informazioni conservate (in Bits o Q-bits), derivanti da un numero enorme di buchi neri che sono probabilmente distribuiti in tutto l’universo. Questa informazione irradiata, correlata (entanglement) dovrebbe fornire una proiezione olografica di tutto ciò che esiste, incluso il nostro pianeta e le sue forme di vita. Nel destino ultimo dell’universo, un singolo buco nero finale, che contiene il totale di tutte le informazioni generate, passerà le informazioni accumulate ad un cosiddetto buco bianco collegato. Il supposto finale buco nero può in questo modo funzionare come uno strumento dedicato per la rinascita del nostro universo, in una modalità operativa ciclica (si veda la Figura 6 (A), trattata in Meijer, 2015). Ora, rendendoci conto di questo, potremmo non vedere più l’Universo cosmico come una “macchina suicida”, ma piuttosto come un archetipo che in realtà simboleggia la risurrezione e l’eternità, magnificamente espressa nella “Poesia della vita” di Jana F. White, 2013:

Non temo di sciogliermi in questa terra.
Ogni mattina
Mi sveglio nell’aria
non mi alzo … Non mi muovo
non apro gli occhi
finché il mio naso non ha percepito la persuasione
la mia lingua ha assaporato la dolcezza
e le mie orecchie hanno sentito il mondo
~
Ero un bambino con i sogni del diventare
Ora sono più vecchio con i sogni dell’essere
~
Trasformato
Niente e tutto sta cambiando.
sono come un serpente che si leva la pelle
e
mordendosi la coda
~
cancellando le linee
del tempo

La dinamica del processo di in-planazione è rappresentata dal toro come uno specchio che richiede dinamiche autoriflessive. Inoltre, il toro come “Reattore di fusione cognitivo” presenta cicli di contrazione/rilassamento, discussi in precedenza, in cui il toro si rovescia in una modalità vibrante, attraverso strane traiettorie ad anello. La “stranezza” di un tale ciclo, si veda Hofstadter(2007), suggerisce ulteriormente che l’Oroboro toroidale è meglio inteso come incarnazione di una svolta cognitiva, collegante “dentro” e “fuori” come con una striscia di Möbius (Sullivan, 2003). Da notare, Stephen Hawking e colleghi (arxiv.org/abs/1205.3807) hanno dimostrato che l’universo può avere la stessa geometria toroidale. Grossman, 2012 in New Scientist ha dichiarato: “L’Escher-verso ‘ dell’universo di Hawking potrebbe essere la teoria del tutto”.

La scienza tende più spesso a integrare le conoscenze stabilite in precedenza nelle teorie nuove, considerando che ogni teoria è fondamentalmente incompleta. Si comprende che la scienza è spesso un processo di piccoli passi in cui la maggior parte delle teorie sarà testata e poi riformulata o adattata. Solo le “leggi della natura” generalmente accettate hanno un tempo di sopravvivenza relativamente lungo, poiché si basano principalmente su concetti solidi e convalidati e sono spesso supportate da una base matematica.

L’architettura e l’arte decorativa hanno preso molti concetti dalla scienza e dalla tecnologia come la simmetria e l’ordine biologico e questo certamente riguarda le rappresentazioni geometriche e matematiche, come base per decorazioni e musiche avanzate (Smoyer, 2005). Anche la poesia può essere presentata in forma geometrica come nella cosiddetta poesia concreta. Famosi matematici erano spesso musicisti appassionati e cercavano di riformulare i fenomeni naturali in un linguaggio più raffinato e coerente, mentre illustravano i loro concetti con complessi capolavori d’arte, che hanno anche cercato di catturare la sensazione di dimensioni extra. Le immagini frattali autonome di Escher rappresentano un esempio sbalorditivo. Mentre gli artisti hanno scoperto empiricamente le leggi dei colori, gli attuali ricercatori che studiano il cervello e le emozioni cercano di svelare la vera natura di tale esperienza soggettiva.

Gli studi sulla coscienza affrontano i livelli più profondi della meditazione, mentre la pittura era spesso un esercizio spirituale per la meditazione e il sogno. Anche gli schemi ritmici di elementi rotanti e controrotanti, come illustrato nel presente studio, anche in relazione a sistemi caotici contro causalità deterministica, erano soggetti d’arte popolari (Perla e Carifio, 2004). Artisti contemporani spesso hanno un rifiuto fortemente motivato della forma tradizionale logica della scienza ma, interessante, sembrano preferire l’utilizzo di formati quantistici della realtà e dell’informazione, come l’incertezza e l’entanglement.

L’arte rivoluzionaria ha sempre servito questa funzione di preparazione per il futuro. La facoltà che usiamo per cogliere la natura del “là fuori” è la nostra immaginazione. Da qualche parte nella matrice del nostro cervello costruiamo una realtà separata generata da una coscienza disincarnata e pensante. Questa realtà interiore non è connessa allo spazio esterno ed esiste al di fuori del flusso del tempo lineare. Questa spettrale visione interiore equivale ad una “opinione” mentale, unica per ogni individuo su come il mondo funziona. Quando un’intera civiltà raggiunge un consenso su come il mondo funziona, il sistema di credenze sembra essere elevato allo status supremo di “Paradigma”, le cui premesse appaiono così chiaramente certe che nessuno deve più dimostrarle. Tuttavia i paradigmi intrinsecamente hanno una durata limitata. Secondo la nuova fisica, l’osservatore e l’osservato sono in qualche modo connessi e il dominio interiore del pensiero soggettivo risulta essere intimamente congiunto alla sfera esterna dei fatti oggettivi.

Attraverso la complementarità di arte e fisica, questi due campi si intrecciano intimamente per formare un reticolo che tutti possiamo scalare un po’ più in alto per costruire la nostra visione della realtà. Capire questa connessione dovrebbe aumentare il nostro apprezzamento per la vitalità dell’arte e approfondire il nostro senso di timore reverenziale davanti alle idee della fisica moderna. Quindi l’arte e la fisica, come l’onda e la particella, può essere vista come una dualità integrata: sono semplicemente due aspetti diversi ma complementari di una singola descrizione del mondo. L’integrazione tra arte e fisica accenderà una consapevolezza più sintetizzata che inizia nella meraviglia e, si spera, finisce con la saggezza.

La matematica del toro può essere correlata all’arte in molti modi. Si può studiare arte matematicamente, cercando simmetrie o altre relazioni nella costruzione di un dipinto o di una scultura. Viceversa, è possibile utilizzare algoritmi matematici per creare arte: i sistemi frattali, ad esempio, possono ricreare forme realistiche di piante, montagne e nuvole. È noto che il disegno prospettico ha una base matematica ed è un buon esempio di quanto il cervello umano sia diverso da un computer digitale. Forse una ragione per questa efficacia della matematica è che molte leggi della fisica possono essere espresse in termini di riduzione dell’energia libera o riduzione al minimo dell’azione, che è anche un aspetto importante della dinamica del toroide. Alla luce del summenzionato schema circolare di sforzo creativo, la geometria del toro può anche essere applicata al processo artistico e più particolare nel processo artistico sulla base dell’esperienza personale, visione intuitiva, intenzione, immaginazione e realizzazione tecnica del pezzo d’arte in divenire.

Figura 6. (A) Toroide come modello dinamico per la ricreazione (rinascita) del nostro universo da una struttura di tunnel spaziale(wormhole), che collega un buco nero definitivo (raccogliendo e comprimendo tutta l’informazione) con un buco bianco (trasmissione e dispiegamento di informazioni in una nuova versione dell’universo, vedi Meijer e Geesink, 2017; (B) La dinamica del toro consente un annodamento in un aspetto spaziale 4-D della realtà, C: rappresentazione del modello Calabi-Yau di uno spazio multi-dimensionale (D) formazione di vari tipi di nodi di informazione toroidale, che può rappresentare onde stazionarie o attrattori nel tessuto della realtà.

Recentemente un dominio di informazioni nascoste (matrice) oltre la scala di Planck è stato teoricamente rivelato come un liquido di spin. In relazione a questo, è stato precedentemente stipulato da Gough e Shacklett (2014) che un dominio della conoscenza oltre la scala di Planck potrebbe fornire le caratteristiche del ben noto ordine implicito di David Bohm. Ci sono prove recenti che un dominio di questo tipo al di fuori dello spaziotempo conosciuto potrebbe essere costituito da un liquido di spin reticolare, rappresentato come una relazione geometrica di informazioni coniato come dominio dell’amplituedro (Merali, 2017). Supporto sperimentale per una dimensione informativa più profonda oltre lo spazio-tempo locale è stato trovato da Megidish et al.(2012) e dimostra che se un fotone appartiene a una coppia di fotoni entangled è distrutto, l’entanglement tra un nuovo fotone con caratteristiche simili e il fotone non più esistente può essere rilevato, nonostante questi due fotoni non siano mai coesistiti! Questo è fortemente indicativo di un dominio di informazioni al di fuori del tempo e dello spazio 3D locale in cui le informazioni del fotone distrutto sono in qualche modo memorizzate.

Quindi le particelle materiali in generale dovrebbero essere viste come eccitazione di una matrice non materiale sottostante, che si comportano come vortici o forse come toroidi in un’impostazione 4-D. Un dominio di informazioni più profondo (geometrico / matematico) era implicito anche in “Il nostro Universo Matematico” di Tegmark (2014) (discusso criticamente da Butterfield, 2014). Venne postulato da Keppler (2016) e Meijer e Geesink (2016, 2017), che il nostro cervello possa convertire le informazioni dell’energia di punto zero in ‘attività cerebrale di tipo attrattore, che può risultare nella percezione cosciente di archetipi/forme geometriche che a loro volta producono concezioni e impulsi innovativi nella scienza e nell’arte (Meijer & Geesink, 2017).

Figura 7.Morfogenesi della realtà, vista come un processo frattale di rivelazione di informazioni, (dal basso verso l’alto) da un dominio di frequenza dell’ordine implicito (sotto) fino alla scala di Planck, producendo particelle elementari, atomi, molecole di vita per la costruzione di tutta la struttura delle cellule e degli organi come il cervello. Tutti gli elementi sono proposti come dotati di uno spazio toroidale di lavoro della memoria(coscienza) in maniera invariante di scala.
L’elaborazione delle informazioni universali alla fine si traduce in una struttura buco nero/buco bianco (dall’alto in basso) che trasmette informazioni per il tessuto della realtà, costituendo così una dinamica circolare (rimbalzo) del nostro universo (per il flusso di informazioni bidirezionale, vedere frecce grandi ai due lati della figura).

Conclusione
I processi della scienza e dell’arte possono essere modellati da un flusso a spirale ricorrente di informazioni, come rappresentato nelle traiettorie di energia topologica del toro annidato, compresa la formazione del nodo. Sia la scienza che l’arte sono sempre più influenzate dalle tecnologie in rapida crescita dell’elaborazione e della gestione delle informazioni. Tuttavia, dovrebbe essere realizzato che la curiosità personale e la creatività individuale forniranno sempre le forze trainanti per questi sforzi umani. Tali attività richiedono un’analisi continua della natura stessa di questi processi versatili, per motivi di efficienza, controllo qualità e prospettive a lungo termine. Per questo abbiamo urgentemente bisogno del ripristino del nostro fondamento accademico, combinato con la libertà della rappresentazione artistica del mondo in cui viviamo, per garantire un futuro che soddisfi la nostra speranza di un mondo migliore e la sopravvivenza del nostro splendido pianeta in un contesto cosmologico.

Dirk K. Meijer
Università di Groningen

Tratto da “Processes of Science and Art Modeled as a Holoflux of Information Using Toroidal Geometry”

scirp.org

Articolo collegato, dello stesso autore: Consciousness in the Universe is Scale Invariant and Implies an Event Horizon of the Human Brain