Il battito d’ali della farfalla e l’uragano: scopri la fisica della complessita’
Scienza e Fisica Quantistica
Si può davvero prevedere landamento della borsa, o quello che penseremo da qui a dieci minuti? O
come evolverà il volo di uno stormo di uccelli? E soprattutto cosa ha a che fare tutto questo con la fisica?
Redazione Scienza e Conoscenza – 01/05/2019
Se pensavate che la regina delle scienze si occupasse solo di energia, particelle e ferree teorizzazioni del mondo vi siete sbagliati.
Benvenuti in quella che Ignazio Licata ha definito la Terra di Mezzo della fisica: sarà proprio
lui, in questa intervista, a farci da Cicerone tra fisica dei sistemi complessi, dellemergenza, teoria del caos o logica fuzzy.
Redazione Scienza e Conoscenza Oggi si parla sempre più spesso di complessità e sistemi complessi:
nel tuo libro ce ne dai una visione semplice, tanto da poterla tenere stretta in pugno. Come
spiegare e non dico divulgare, perché so che è un termine che non ami la complessità e i sistemi complessi a chi non ne ha mai sentito parlare?
Ignazio Licata Si tratta della fisica dellemergenza e del cambiamento, studia le novità che
vengono fuori da un sistema quando cambiano i suoi rapporti con lesterno. Il termine novità può
indurre qualche perplessità in chi ha una concezione banalmente algoritmica delle leggi, ma esistono
anche i vincoli specifici, le condizioni al contorno, il qui ed ora dove un processo retto da certe leggi ha luogo.
La legge fisica andrebbe sempre vista come una griglia di possibilità, non un destino segnato.
Quando i vincoli sono più importanti delle leggi, abbiamo complessità ed emergenza.
Detto altrimenti, quando cambiano le relazioni sistema/ambiente, i vincoli sul confine, si
producono comportamenti collettivi che richiedono nuove descrizioni, non univocamente deducibili dal
modello prima dellemergenza, anche se naturalmente compatibili con i livelli precedenti.
Cè una relazione con la fisica del caos?
Ignazio Licata Il caos è una piccola isoletta nellarcipelago della complessità. I sistemi caotici
non-lineari tradizionali sono retti da pochi parametri, sono sensibili alle condizioni e amplificano
le fluttuazioni. La non-linearità è sempre un ingrediente importante perché il feedback tra sistema
e ambiente è un accoppiamento tipicamente non-lineare. Le somiglianze si fermano qui.
Per i sistemi caotici comè noto è possibile scrivere delle equazioni che caratterizzano classi di
soluzioni rappresentabili come attrattori (il modo specifico di convergere verso un comportamento).
Pochi gradi di libertà, soluzioni analitiche e un certa predicibilità dunque, seppur step by step
(caos deterministico). Nelle zone più estreme della complessità, quelle dellemergenza radicale,
questi aspetti confortevoli non ci sono più. Impredicibilità ed incertezza sono dominanti.
Si pensi a quanto suona ridicolo parlare di prevedibilità nella stragrande maggioranza dei sistemi
biologici e ancora di più economici e sociali? Chi può prevedere davvero landamento della borsa o
anche soltanto cosa penseremo da qui a cinque minuti? Ed è qui forse che interviene un modo diverso di fare scienza.
Cè un titolo esemplare che lo riassume: Design, Observation, Surprise! A Test of Emergence (di
Edmund M. A. Ronald, Moshe Sipper, Mathieu S. Capcarrère, Artificial Life, Vol. 5, No. 3: 225-239,
1999): osserviamo il sistema in cerca di pattern, indizio di qualche forma di coerenza emergente. In
questo caso non si tratta più di individuare regolarità già lì e chiuderle in una formula, ma
piuttosto di esplorare le storie di un sistema al variare continuo dei vincoli secondo un design, un intento cognitivo.
Qui losservatore ha un inedito ruolo attivo, legato ai suoi interessi conoscitivi. Non si tratta di
fotografare il mondo in realtà non si è mai trattato di questo, noi siamo costruttori di teorie
ma di individuare quello che ci interessa in uno scenario dove altri vedono solo casualità e
rumore. La complessità svela il ruolo effettivo dellosservatore, che il vecchio modo di vedere
collocava fuori dal sistema, dalle parti dellocchio di Dio, ma soltanto perché si trattava di
sistemi a bassa complessità che si offrivano alla nostra teorizzazione come sistemi che non cambiano strutturalmente (sistemi a bassa apertura logica).
Qui invece linformazione, la struttura e la funzione si rimescolano continuamente (alta apertura logica). Siamo processi che osservano processi. Ci siamo dentro fino al collo…
“Dagli stormi di uccelli un famoso studio di G. Parisi di qualche anno fa ai fenomeni socio-economici: è un territorio enorme che si apre a questo nuovo stile”
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