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Complesso è più che complicato...
I PRIMI PASSI DI UNA NUOVA
DISCIPLINA SCIENTIFICA CHE STUDIA FENOMENI E «SISTEMI» MOLTO DIVERSI TRA LORO:
DAL CERVELLO ALLE EPIDEMIE, DALLE AZIENDE AI MERCATI FINANZIARI AL WEB
PENSIAMO a uno stormo di uccelli, di storni ad esempio, i passeracei che
hanno invaso le nostre città. Chi li ha osservati sarà rimasto stupito dal
sincronismo dei movimenti con i quali si spostano alla ricerca del cibo o
dell'albero più comodo come loro "dormitorio". «Uno stormo di storni
ha un comportamento completamente diverso da quello dei singoli uccelli
isolati. Le regole che seguono gli uccelli dello stormo sono molto semplici:
imitare il comportamento dell'uccello più vicino, mantenere la sua direzione,
la stessa velocità e cercare di non urtarlo. E i risultati di questa
cooperazione di gruppo, sono sorprendenti. Dalla cooperazione dei singoli
uccelli dello stormo, senza la presenza di un leader o di un governo centrale,
emerge una struttura complessa, una "intelligenza distribuita", in
grado di determinare nuovi comportamenti, imprevedibili e originali - come quelli
di un singolo nuovo "animale" - con un unico obiettivo,
l'individuazione delle soluzioni migliori per la sopravvivenza del gruppo». E'
Mario Rasetti, segretario generale della Fondazione ISI, l’Istituto per
l'Interscambio Scientifico, a proporci questo esempio per introdurre il
concetto di "sistemi complessi" nello studio dei quali l'ISI è centro
di eccellenza, riconosciuto dall'Unione Europea. Nei giorni scorsi l'ISI ha
organizzato nella sua sede di Villa Gualino, a Torino, la prima Conferenza
europea dei Sistemi Complessi: vi hanno partecipato 180 studiosi di tutto il
mondo. Un momento importante di confronto sui temi di una scienza
interdisciplinare che si trova alle nuove frontiere della ricerca scientifica.
Oltre allo stormo di uccelli, sono esempi di sistemi complessi un formicaio, un
alveare, un ecosistema, i neuroni del cervello, un'epidemia, i tifosi di uno
stadio, una azienda, il mercato finanziario, un paese oppure il web. «La
scienza della complessità - osserva Geoffrey West, che lavora in New Mexico al
Santa Fé Institute, dove praticamente è nata questa nuova scienza - è ancora un
soggetto così nuovo e così vasto che nessuno sa come definirlo e neppure quali
ne siano i confini. Se il campo oggi sembra così scarsamente definito è perché
la ricerca sulla complessità sta affrontando problemi non convenzionali». Ma i
sistemi complessi naturali sono soltanto uno dei punti di partenza di questa
ricerca, che - fra l'altro - ha permesso agli informatici di realizzare nuovi,
rivoluzionari metodi di programmazione. I risultati sono programmi che mimano
il comportamento di gruppi di insetti o di sistemi biologici e le azioni del
nuovo sistema complesso artificiale non sono più prederminate dal programma, ma
nascono con lo stesso meccanismo d'apprendimento dei sistemi naturali. Molti
conosceranno «Life», il gioco inventato dal matematico John Conway. E' un
esempio di sistema complesso, nato come gioco, che ha portato allo sviluppo
della teoria degli automi cellulari, modelli semplici (ma solo apparentemente)
per situazioni complesse. Le regole sono di una semplicità disarmante, i
singoli elementi sono liberi di muoversi su una griglia che rappresenta il loro
universo, e creano situazioni imprevedibili. Non siamo in grado di predire il
comportamento di ogni singolo elemento, possiamo soltanto prevedere una serie
di stati possibili, non quello preciso al quale si perverrà. Imprevedibile come
la vita: nessuno può sapere cosa ci accadrà domani e procediamo soltanto con
previsioni probabilistiche, non deterministiche. «Dietro questi sistemi c'è un
nuovo ruolo della matematica e c'è il recupero dell'esperienza della fisica
statistica - osserva Rasetti -. Possiamo dire, in generale che i sistemi
complessi sono caratterizzati da una loro natura non-additiva. E' facile
verificarlo in qualsiasi azienda, dove per raddoppiare la produzione non è
detto che si debba raddoppiare il personale. La produzione non corrisponde a un
andamento lineare rispetto al numero di addetti». Dai sistemi complessi
naturali ai sistemi complessi artificiali, con risultati imprevisti. Come lo
sciame di nanoparticelle protagonista di «Preda», l'ultimo romanzo di Michael
Crichton: «La vecchia programmazione fondata sulle regole procedeva dall'alto
verso il basso: era al sistema nel suo insieme che venivano prescritte regole
di comportamento - scrive Crichton -. La nuova programmazione invece procede
dal basso verso l'alto: il programma definisce il comportamento dei singoli
agenti al livello strutturale più basso, ma il comportamento del sistema nel
suo insieme non viene definito ed emerge invece come risultato di centinaia di
piccole interazioni che si verificano a un livello inferiore». Siamo già oltre
questi confini con insiemi eterogenei di insetti naturali e artificiali, per
studiare la convivenza di esseri viventi e robot. Ce ne ha parlato al convegno
Jean-Louis Deneubourg, che conduce questo tipo di esperimenti all'Università di
Brussels. «Abbiamo creato blatte artificiali che abbiamo inserito in gruppi di
blatte naturali, riuscendo a farle accettare grazie a una sostanza chimica che
induce le blatte a credere che quelle artificiali facciano parte del loro
gruppo. Le nuove tecnologie ci consentono di creare nanorobot in grado di agire
indipendentemente dall'intervento dell'uomo e speriamo di arrivare a influenzare
"decisioni collettive", controllando il comportamento del gruppo, per
convincere, ad esempio, uno stormo di storni ad abbandonare la città, seguendo
uno storno - robot. Naturalmente siamo ancora lontani dalla soluzione del
problema». Ma la foto della blatta naturale abbracciata alla blatta
artificiale, pubblicata dal «New York Times», ha fatto il giro del mondo. | 
