"Era angosciante per me procedere sempre al buio, senz’altra luce se non quella che si poteva ricavare dai libri, quando dovevo guarire i malati [...] Non potevo curare coscienziosamente le nuove e ignote affezioni morbose dei miei fratelli malati con quei farmaci sconosciuti [...] Diventare in tal modo l’assassino o il torturatore dei miei fratelli era per me un’idea tanto terribile e opprimente che, subito dopo il mio matrimonio, rinunciai all’esercizio della professione medica e mi (...)

Contro il caos le promesse dei sistemi complessi

Uno degli elementi che hanno contribuito al grande successo dell’approccio scientifico è la capacità di fare previsioni verificabili. Conoscendo le posizioni e le velocità dei pianeti ad un dato istante, le leggi del moto consentono, ad esempio, di prevedere quando ci sarà la prossima eclissi solare.

di Francesco Vaccarino (La Stampa/TuttoScienze, 15.06.201)

Le più recenti evoluzioni dei sistemi di telecomunicazione hanno consentito di condividere un’enorme quantità di informazioni attraverso le reti e hanno favorito la nascita di sistemi detti socio-tecnologici. L’uomo, d’altra parte, ha cercato da sempre di potenziare le sue capacità mediante la tecnologia. A partire dalla clava, mentre con il cannocchiale abbiamo avuto una super-vista per vedere le galassie lontane, con il telefono un super-udito per parlare con un amico a 10 mila chilometri di distanza e così via.

Ora, crediamo per la prima volta in modo così imponente, l’uomo ha iniziato a potenziare le sua capacità sociali. Da sempre si è radunato in gruppi, condividendo le informazioni per la caccia e la raccolta dei frutti. Questo ha poi consentito la nascita dell’agricoltura e le successive evoluzioni. Già i primi mezzi di comunicazione avevano aumentato la possibilità di condividere il proprio stare nel mondo con gli altri. La scrittura, la posta, il telegrafo erano stati passi importanti. Con Internet e i social network l’uomo ha la possibilità di comunicare in modo istantaneo a milioni di altri le sue emozioni, i suoi pensieri, i suoi sentimenti. Siamo diventati un mondo interconnesso: i nostri neuroni, attraverso la Rete, comunicano con quelli di migliaia di altri. Noi condividiamo spazi mentali.

Dai nostri neuroni, attraverso l’interconnessione e l’interazione, è emersa la mente e con essa la coscienza. Dalla connessione e condivisione di informazioni tra milioni di esseri umani stanno emergendo fenomeni collettivi assolutamente nuovi. Forse un giorno parleremo di mente collettiva?

I paradigmi di interpretazione di tipo riduttivo o deterministico non sono in grado di dare modelli soddisfacenti di questi fenomeni, né di fare previsioni credibili. La scienza dei sistemi complessi cerca di costruire modelli e paradigmi in grado di aumentare la comprensione anche di queste novità. Per fare ciò c’è la necessità di una maggiore interazione tra i ricercatori delle varie discipline. Un tema come la comprensione della dinamica dei social network coinvolge potenzialmente una gamma di conoscenze che va dalla psicologia alla matematica, dalla fisica alle scienze sociali, dall’ingegneria alla medicina.

Il caos politico ed economico che caratterizza questa prima parte del secolo dovrebbe spingere la classe dirigente a rendersi conto che il mondo è cambiato e che solo la comprensione scientifica di queste novità potrà consentire all’umanità di governare il cambiamento senza esserne travolta. Sarebbe un atto di saggezza, che potrebbe presto divenire una necessità.

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  Gli scienziati si sfidano sulla complessità

  "New Scientist" ha recentemente dedicato la copertina alla fine dell’indeterminazione È l’addio a Heisenberg?
  Per Barabási la quantità di dati disponibili oggi ci permette di scoprire la trama nascosta sotto l’apparente casualità Gli eventi sono prevedibili? Saggi e articoli si confrontano sul tema

  di Massimiano Bucchi (la Repubblica, 15.06.2011)

I ricercatori del Children’s Hospital di Boston non riuscivano a darsi una spiegazione. Da qualche tempo, gli accessi al pronto soccorso registravano un notevole calo, concentrato soprattutto in alcune giornate. Poi un ricercatore ebbe un’intuizione guardando una partita di baseball: quell’anno i Boston Red Sox avevano ripreso a vincere. Controllò il calendario delle partite e scoprì che le visite al pronto soccorso diminuivano sistematicamente in occasione delle partite della squadra. Non solo: più una partita era importante e i relativi ascolti televisivi aumentavano, più gli accessi al pronto soccorso diminuivano. I ragazzi incollati davanti al televisore correvano minori rischi di farsi male, e chi soffriva di piccoli disturbi era più portato a tollerarli o rimandare l’intervento medico. Un fenomeno molto simile è documentato per i bambini in occasione dell’uscita di una nuova avventura di Harry Potter: nelle giornate immediatamente successive, il Radcliffe Hospital di Oxford registrava un crollo degli infortuni infantili.

Sono alcuni degli esempi con cui lo studioso delle reti Albert-László Barabási affronta, nel suo ultimo libro Lampi. La trama nascosta che guida la nostra vita (Einaudi), una nota questione: si può prevedere il comportamento umano? «Di fatto» si chiese nel 1948 Karl Popper «possiamo prevedere le eclissi solari con un elevato livello di precisione e con largo anticipo. Perché non dovremmo essere in grado di prevedere le rivoluzioni?». Ma la sua risposta fu categoricamente negativa. Per Popper, le previsioni erano possibili per sistemi stazionari, ripetitivi e relativamente isolati dall’esterno - e questo non è il caso del comportamento umano e dei processi sociali.

Barabási è convinto che questa partita debba essere ora riaperta. La sua convinzione è che la sfida sia stata sin qui persa non per «un problema di metodo, bensì di dati». È questa, secondo lui, la novità del XXI secolo: l’enorme quantità di dati e la possibilità di elaborarli in modo sempre più sofisticato. Dati che permettono di tracciare le nostre ricerche sul web, le nostre telefonate, i nostri spostamenti sotto gli occhi di telecamere sempre più ubique, perfino i movimenti delle banconote nelle nostre tasche grazie a siti come wheresgeorge.com (in cui numerosi volontari registrano gli "avvistamenti" di banconote sul web attraverso i numeri di serie).

Così l’autore ci conduce in una variegata esplorazione nel tempo e nello spazio, passando con disinvoltura dall’annus mirabilis di Einstein alle disavventure di un artista contemporaneo che per fugare i sospetti del’FBI sui suoi movimenti ha deciso di documentarli giorno per giorno in un sito web che è diventato la sua opera principale.

Ad incombere sul libro è una sorta di duello intellettuale a distanza con il (mai citato) Cigno Nero di Nassim Taleb e la sua critica di gran parte della tradizione previsionale. Taleb ci ammonisce a «non guadare un fiume se la sua profondità media è di un metro e mezzo», giacché, come nell’attraversamento di un fiume, in numerosi ambiti del comportamento sociale non valgono le medie, le stime e le aspettative ragionevoli, ma i casi e i valori estremi, per quanto eccezionali.

Barabási, più ottimisticamente, ritiene che l’inedita - e come lui stesso riconosce, inquietante - disponibilità di dati ci apra oggi una possibilità di considerare i comportamenti sociali «prevedibilmente imprevedibili»; di scoprirne la trama nascosta sotto l’apparente casualità. E come nel "triplice duello" de Il buono, il brutto e il cattivo, entrambi hanno un "nemico comune": l’abuso di curve di Gauss e distribuzioni di Poisson che ci illude sulla possibilità di previsioni semplici e di comportamenti uniformi.

Un duello che richiama discussioni tornate vivaci anche in ambito fisico ed epistemologico. Recentemente la rivista New Scientist ha dedicato la copertina alla "fine dell’indeterminazione", chiedendosi se sia giunto il momento di dire "addio a Heisenberg" e al suo celebre principio. La sfida arriverebbe oggi da un’ipotesi del fisico di Zurigo Mario Berta, già surrogata da alcuni lavori sperimentali e legata ad effetti quantistici che implicano correlazioni tra due particelle, per quanto distanziate. Altri studiosi, più cauti, considerano queste correlazioni e l’indeterminazione come "facce diverse della stessa medaglia". Almeno due aspetti centrali sembrano però sfuggire completamente a Barabási.

In primo luogo la possibilità che questo "diluvio di dati" possa risultare di scarsa utilità, se non addirittura pernicioso, in assenza di solidi modelli interpretativi e di un corrispondente sviluppo concettuale.

D’altra parte, né lui né Taleb si interrogano a sufficienza sul perché le nostre società abbiano sviluppato una sorta di cecità selettiva che le porta a ignorare eventi estremi o difficilmente prevedibili. Eppure la storia della "farfalla di Lorenz", che pure è citata in Lampi, è estremamente istruttiva. Ciò che l’articolo originale (1963) del teorico del caos Edward Lorenz sottolineava è la sensibilità di un sistema, nel lungo periodo, a piccole variazioni nelle condizioni iniziali - da cui, come corollario, la difficoltà di ottenere modelli previsionali soddisfacenti. La cultura popolare l’ha interpretata tuttavia in un senso deterministico diametralmente opposto, come capacità di tracciare connessioni impercettibili a grande distanza e perfino di alterare opportunamente il corso degli eventi - vedi film quali Sliding Doors o lo stesso The Butterfly Effect.

Può dunque una delle nostre tracce digitali raccolte da Barabási cambiare la nostra interpretazione della storia? Può una farfalla causare un tornado? «Ancora oggi, non sono sicuro di quale sia la risposta» commentò Lorenz nel 2008, poco prima della sua scomparsa.

(L’autore insegna Scienza, Tecnologia e Società all’Università di Trento. Il suo libro più recente è Scientisti e Antiscientisti edito da Il Mulino)