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Untangling Complex Systems: A Grand Challenge for Science

Dopo numerosi anni di ricerca e studio sui Sistemi Complessi, Pier Luigi Gentili, docente e ricercatore presso l’Università di Perugia, ha scritto un libro intitolato Untangling Complex Systems: A Grand Challenge for Science, pubblicato dalla CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton (FL, USA) nell’Agosto/Settembre 2018. Nel libro, l’autore traccia un cammino interdisciplinare di didattica e ricerca volto alla comprensione dei Sistemi Complessi.

I Sistemi Complessi sono sistemi naturali di cui la scienza non è in grado di fornire una descrizione esaustiva. Esempi di Sistemi Complessi sono gli esseri viventi sia unicellulari che pluricellulari, il cervello ed il sistema immunitario umano, gli ecosistemi, le società umane, la macro-economia, il clima e la geologia del nostro pianeta.

L’autore descrive il meraviglioso viaggio interdisciplinare che ha compiuto per comprendere le proprietà dei Sistemi Complessi. Egli ha intrapreso il suo viaggio munito dei principi fondamentali della Chimica Fisica: in particolare, la Seconda Legge della Termodinamica, che descrive l’evoluzione spontanea del nostro universo, e le nozioni della Dinamica Non-lineare. Trattando molte discipline, in particolare la chimica, la biologia, la fisica, l’economia e la filosofia, Gentili dimostra che i Sistemi Complessi sono Network che operano in condizioni fuori dall’equilibrio ed esibiscono proprietà emergenti, come i fenomeni di auto-organizzazione e i comportamenti caotici, sia nel tempo che nello spazio.

 

Attrattore di Lorenz Fonte: wikipedia

“Untangling Complex Systems: A Grand Challenge for Science” può esser utilizzato anche come libro di testo perché contiene esercizi risolti, liste di parole-chiave e di domande riassuntive in ogni capitolo, per una migliore comprensione dei differenti argomenti. Vengono proposti anche esperimenti di laboratorio chimico.

Infine l’autore spera che il suo libro sia utile per tutti coloro che svolgono la loro ricerca nell’ambito dei Sistemi Complessi perché esso traccia una strada per la formulazione di una nuova teoria che riguarda una loro più profonda comprensione.

Introduction to a Theory of Complex Systems

Qual è lo stato dell’arte della Teoria dei sistemi complessi? Esiste una teoria che unisce i diversi filoni di ricerca?

Un nuovo manuale è stato pubblicato ad Ottobre 2018, “Introduction to the Theory of Complex Systems”, a cura di Stefan Thurner (external professor al Santa Fe Institute), Rudolf Hanel, e Peter Klimek, tutti del Complexity Science Hub Vienna.

Il libro sintetizza le ultime scoperte nel settore della complessità, con il filo rosso che lega i sistemi complessi: funzionano tutti come un algoritimi che co-evolvono.

Che si tratti di formicai, sistemi sociali o social network, tutti sono descritti dalle regole che governano le loro interazioni, piuttosto che dalle proprietà dei singoli componenti. Nel momento in cui gli individui (che compongono questi sistemi) interagiscono tra di loro, cambiano gli stati dei componenti, che a loro volta cambiano la natura e l’intensità delle interazioni tra loro. In altre parole, si tratta di algoritmi in cui interazioni e stati evolvono insieme, spiega Thurner.

Gli autori comparano l’attuale stato della scienza della complessità a quello della meccanica quantistica negli anni 20, prima dei meeting di Copenaghen e della pubblicazione dei principi di Heisenberg sulla teoria quantistica. All’epoca la meccanica quantistica era una raccolta di esperimenti e “pezzi di teoria”, senza un framework generale. Introduction to a Theory of Complex Systems fa per la complessità quello che Heisenberg fece per la meccanica quantistica: sintetizza singole ricerche in un quadro coerente, basato sulla teoria algoritimica che unisce osservazioni finora separate nel campo della scienza della complessità.

La teoria presentata dagli autori è un meccanismo universale e coerente, una visione algoritmica co-evolutiva dei sistemi complessi, che spiega molti dei pattern statistici osservati nei sistemi complessi in diversi ambiti. Usando la loro teoria sui processi complessi di non equilibrio, Thurner dice che alcune osservazioni su un sistema complesso indicheranno agli scienziati quale tipo di statistiche possono aspettarsi di osservare. Queste a loro volta consentono loro di calcolare le proprietà sistemiche dei sistemi.

Libro pubblicato da Oxford University Press.

Quanto è complessa la tua leadership?

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Riflessioni sistemiche n° 6

E’ dedicato al tema del “Cambiamenti” il nuovo numero della rivista scientifica di AIEMS, l’Associazione Italiana di Epistemologia e Metodologia Sistemiche. Tutti i saggi di questo numero della rivista (così come tutti quelli dei numeri precedenti) possono essere scaricati gratuitamente dal sito Aiems: clicca qui.

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