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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.

Paradigma cognitivo complesso

Via via che il mondo diventava più interconnesso e che i segnali si diffondevano in maniera più veloce, pervasiva ed efficace, da ultimo anche grazie alle reti informatiche, si è fatta evidente l’importanza di studiare e comprendere le reti di relazioni e di comunicazioni che si sviluppano nei sistemi complessi adattativi che caratterizzano i sistemi sociali; in particolare da decenni si sta cercando di utilizzare un nuovo paradigma cognitivo complesso che permetta di avvicinarsi a tutta una serie di sistemi complessi in ambito biologico, sociale e socio-tecnologico, evitando i fallimenti causati dall’utilizzazione del pensiero lineare, deterministico e riduzionista, che non è applicabile a fenomeni e sistemi di tipo complesso, caratterizzati dalla capacità di adattarsi alle variazioni dell’ambiente e nello stesso tempo di contribuire a cambiarlo, in un continuo loop di azioni e retro-azioni.

Per un primo avvicinamento a questi temi, si veda in questo sito la sezione TESTI con i “classici” e le “novità” bibliografiche e o line; in quesa vovce segnaliamo in particolare i volumi pubblicati da autori italiani come G. Bocchi, M. Ceruti, A. Cravera, F. De Toni, A. Gandolfi, G. Gembillo, I. Licata e S. Manghi, o stranieri tradotti in italiano come R. Benkirane, M. Gell-Mann, S. Kauffmann, N. Luhmann, E. Morin e M.M. Waldrop.

(V.E)

Sistemi complessi adattativi

Un sistema può essere considerato complesso e capace di adattarsi all’ambiente circostante quando è costituito da tanti elementi (semplici o complessi a loro volta), connessi tra di loro in una rete di azioni e retro-azioni regolate da leggi locali, e quando nel suo insieme si trova in uno stato dinamico (fuori sia da un equilibrio statico sia da uno stato caotico) e in una condizione tale da poter scambiare energia, materia e/o informazione con l’ambiente, comportandosi come una entità unica. In tali condizioni un sistema complesso adattativo fa emergere dal suo interno, senza bisogno di alcun progettista né di una direzione gerarchica, proprietà e caratteristiche che non sono prevedibili studiando i singoli elementi (cosa che si può fare invece normalmente con alcuni sistemi artificiali progettati a priori, come orologi o motori).

Sono sistemi complessi adattativi tutti i sistemi viventi e quelli sociali, dai formicai alla borsa, dalla biosfera agli ecosistemi, dal cervello ai partiti politici o ai social network; e in particolare si possono considerare sistemi complessi adattativi i sistemi tecnologici e di comunicazione come il World Wide Web e Internet.

Lo studio dei sistemi complessi adattativi rientra nell’ampio e sempre più diffuso paradigma cognitivo trans-disciplinare sviluppatosi con le teorie della complessità, che si pone in posizione complementare rispetto a quello scientifico classico (cartesiano/newtoniano), in quanto adatto a descrivere sistemi non lineari come quelli biologici, ecologici, finanziari, economici, medico-sanitari e in genere sociali.

(V.E)