Complessità e autorganizzazione

Cercando di descrivere fenomeni naturali si incorre spesso in situazioni apparentemente caotiche (la distribuzione delle nuvole, le fiamme in movimento). Si resta però colpiti dalle loro caratteristiche di autorganizzazione.

Si è di fronte ad un sistema dinamico lontano dall’equilibrio (struttura dissipativa), in cui l’evoluzione è legata a leggi non deterministiche, descritte dalla matematica frattale.

La scienza dei sistemi studia la coerenza che emerge spontaneamente dall’interazione di oggetti elementari: comportamenti semplici ripetuti milioni di volte descrivono un sistema caotico. Ma in mancanza di un progetto esterno dove trovano i singoli elementi d’un sistema un piano di evoluzione nell’organizzazione, come può un sistema AUTORGANIZZARSI?

Il manifestarsi d’un comportamento autorganizzato dipende da cinque condizioni fondamentali: Un grandissimo numero di elementi costituenti il sistema Interazione indiretta fra elementi Rifornimento energetico dall’esterno.

Opportune configurazioni iniziali che siano da suggerimento all’evolversi del sistema Incessante esplorazione di ogni singolo elemento di tutti gli stati energetici attraverso piccole variazioni casuali. L’ultimo punto indica la presenza del rumore, della disorganizzazione nella creazione di coerenza. Esempi di sistemi autorganizzantesi sono sotto i nostri occhi ovunque. Uno di questi sono gli anelli di Saturno: un’infinità di particelle, caratterizzate da un comportamento irregolare ed imprevedibile, si distribuiscono in fasce ben determinate.

La compresenza confinamento e irregolarità da luogo a strutture frattali. Un sistema complesso è quindi: Costituito di molti elementi in relazione fra loro. Non è isolato, ma scambia in continuo materia ed energia. Manifesta caratteristiche d’organizzazione. L’ideale riduzionistico della scienza classica è messo in crisi: un evento non si può più scomporre per esaminarne in piccolo ogni aspetto.

Bisogna tenere conto delle interazioni come elementi anch’essi e quando come nei fenomeni complessi le iterazioni sono circolari, si deve ammettere l’imprevedibilità d’un evento: può il battito d’ali d’una farfalla a Pechino causare un uragano a Los Angeles? Modelli complessi sono simulabili numericamente al computer ma logicamente non si può pretendere che essi descrivano il comportamento del sistema in ogni istante. Si parla, anche in matematica, di “dipendenza sensibile dalle condizioni iniziali”.

Essa non è elimininabile perché risultato di inevitabili approssimazioni numeriche. Le simulazioni al calcolatore permettono di definire un caos deterministico, una situazione irregolare confinata in una regolarità complessiva.

In conclusione come si può volere attuare un determinismo universale se non si riesce nemmeno a prevedere con precisione la caduta delle gocce da un rubinetto? Il pensiero tradizionale è insufficiente né la scienza del caos ci aiuta a semplificare il mondo ma ci richiama però la necessità di non schematizzare eccessivamente non solo nell’attività scientifica ma anche nella vita quotidiana.

BIBLIOGRAFIA Gianni Zanarini, Finestre sulla complessità 1996 edit. Scienza

Link all'articolo originale: http://carlonicolini.altervista.org/index.php/Fisica-e-scienze/Raccolta-dispense-universitarie/Complessita-e-autorganizzazione.html

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