Riassunto esame Management della complessità, Prof. Simoncini Dario, libro consigliato Formicai, Imperi, Cervelli, Alberto Gandolfi

LA DINAMICA DEI SISTEMI COMPLESSI: VERSO UNA TEORIA UNIFICATA

Nel formulare una ipotesi globale sull'evoluzione dei sistemi complessi il contributo è stato dato dai ricercatori della scienza della complessità, come Kauffman, Bak, Holland, Langton.

Partiamo da un esempio: la Russia all'inizio del 900 non era molto diversa dalla Russia di qualche secolo prima; c'era una ristretta oligarchia, un regime conservatore corrotto. La Russia successivamente viene sconfitta e umiliata dal piccolo Giappone e così scoppia la Prima guerra mondiale e la Russia viene nuovamente sconfitta, dalla Germania questa volta. Il regime zarista crolla e si forma una piccola formazione politica guidata da Lenin, i bolscevichi, con il loro slogan "Pane, terra e pace", conquistano le masse popolari. I bolscevichi prendono poi il potere determinando la storia della Russia per i 70 anni seguenti; il fatto sorprendente è che tutto questo non era prevedibile neanche.

Pochi mesi prima. La rivoluzione russa, quindi, è un esempio di biforcazione catastrofica e queste catastrofi si alternano con lunghi periodi di relativa stabilità. Ogni sistema è soggetto a fluttuazioni, e i sistemi complessi hanno la capacità di mantenere relativamente costante il loro ambiente e le variabili più importanti per la loro esistenza: l'omeostasi. Grazie a questo fenomeno, i sistemi assorbono le fluttuazioni senza subire danni, principalmente attraverso cicli di feedback negativo. L'omeostasi non è però né eterna né inattaccabile; il sistema, evolvendo, raggiunge e supera un livello critico in cui l'omeostasi non è più efficace e i cicli vanno in tilt. Il livello critico può essere superato per due ragioni:

1. A causa dell'evoluzione spontanea del sistema, e così il sistema diventa estremamente sensibile alla minima perturbazione interna o esterna la quale può

trascinare il sistema nel caos; il DNA di una specie subisce mutazioni costanti che spesso non hanno apparenti conseguenze sull'animale ma a lunga le mutazioni si accumulano portando il sistema genetico all'instabilità e le mutazioni si fanno visibili;

2. A causa di una perturbazione esterna troppo grande, che supera l'omeostasi del sistema (esempio è il caso delle popolazioni di merluzzo al largo delle coste canadesi).

L'enigma interessante dei sistemi complessi è il segreto della loro stabilità: stabilità che in determinate situazioni può improvvisamente crollare e trasformarsi in estrema instabilità, come ad esempio accade nella nostra vita quotidiana: siamo perennemente a confronto con la stabilità dei gruppi sociali, della famiglia, del sistema economico.

Risultati teorici hanno dimostrato che se fra gli elementi del sistema c'è una buona comunicazione, diminuisce la percentuale di fluttuazioni.

biforcazione catastrofica, il sistema attraversa un momento critico in cui le fluttuazioni diventano incontrollabili. Durante questo periodo, il sistema è dominato dal caos e il suo futuro diventa teoricamente imprevedibile. Tuttavia, una delle fluttuazioni violente può portare il sistema in un nuovo stato stabile, chiamato attrattore, creando così il fenomeno della nucleazione. Questo significa che una parte del sistema si organizza improvvisamente in un nuovo ordine, creando un'isola di ordine nel mare del caos.Biforcazione: si sviluppano numerose piccole nucleazioni ma solo poche riescono a imporsi sull'intero sistema e non è possibile prevedere in anticipo quale sarà la nucleazione fortunata, neanche con appositi strumenti informatici. Più un sistema è complesso e lontano dall'equilibrio, tanti più stati stabili possibili avrà a disposizione durante una biforcazione. Il sistema dopo la biforcazione tenderà a essere più complesso, la sua organizzazione più ordinata e dinamica e quindi il suo disordine interno sarà minore. Una biforcazione catastrofica non per forza deve risultare creativa, l'esito può essere anche la distruzione totale del sistema (per esempio una rivolta popolare può portare verso il degrado sociale e economico). Altra caratteristica dei sistemi complessi è quindi la capacità di evolvere e attraverso l'evoluzione, adattarsi all'ambiente (sistemi complessi).adattivi). Anche la scienza ha avuto un'evoluzione simile a quella delle specie animali, con lunghi periodi di stabilità, interrotti da rivoluzioni scientifiche, e dove la stabilità è garantita dai paradigmi scientifici. Un paradigma è una convizione profonda e i risultati sperimentali vengono interpretati attraverso esso; con lo sviluppo scientifico iniziano però ad accumularsi dei risultati che il paradigma attuale non riesce a spiegare e in un primo tempo la comunità scientifica ignora queste anomalie, ma poi queste arrivano a un punto critico e quindi l'intero paradigma viene messo in discussione e viene sostituito con un altro paradigma più adeguato. Il cambio di paradigma è una vera e propria biforcazione catastrofica; un esempio è il paradigma astronomico tolemaico, che immaginava la terra fissa al centro dell'universo (geocentrismo) e attorno alla quale ruotavano i pianeti; le fluttuazioni che portarono ad

Un nuovo paradigma si chiamavano Copernico e Galileo Galilei, e le numerose osservazioni confermavano la visione eliocentrica (sole al centro del sistema planetario) dell'universo conosciuto.

LA SOTTILE DIFFERENZA FRA SISTEMI COMPLICATI E SISTEMI COMPLESSI

È bene distinguere i sistemi complessi dai sistemi complicati; la differenza fondamentale è che il comportamento di un sistema complicato è prevedibile se conosciamo tutti gli elementi del sistema e le relazioni tra questi elementi; nei sistemi complessi non possiamo prevedere nulla. Un altro fattore è la robustezza del sistema, ovvero la capacità di assorbire stimoli e disturbi esterni senza rimanerne danneggiato. Questa caratteristica è legata alla flessibilità del sistema; ad esempio, un sistema complicato potrebbe essere un satellite artificiale per le telecomunicazioni: la loro progettazione è altamente sensibile al più piccolo disturbo o errore. Nei sistemi complessi invece,

si ha una grande robustezza verso gli errori, interni o esterni; essi sono spesso disordinati, intrecciati e sono ridondanti, cioè molti elementi agiscono in rete, se un elemento viene a mancare il sistema non ne resta bloccato (esempio il cervello). I sistemi complessi sono formati da relazioni non lineari difficili da controllare e il loro comportamento è sensibile alle condizioni iniziali e può cadere improvvisamente nel caos. Questo però non vuol dire che un sistema complicato sia facile da gestire, perché superata una soglia critica, anche un sistema complicato può portare a problemi di controllo; di solito il problema è la dimensione del sistema, il numero di elementi e di relazioni. L'etologo francese Chauvin identifica il fattore della robustezza studiando il comportamento delle formiche che trasportano un cadavere e si nota che: l'insetto corre di qua e di là e sembra ignorare completamente che cosa debba fare del suo.

carico eppure il sistema funziona e si dimostra che il formicaio è un sistema robusto ed efficiente, nonostante i continui errori di percorso e di comportamento delle formiche che ne fanno parte. È necessario, quindi, che i sottosistemi non siano troppo interconnessi, proprio come avviene in una società d'insetti, in cui le connessioni sono incerte e le info sono trasmesse con una certa probabilità di errore.

I sistemi complessi per neutralizzare gli errori possono per esempio evolvere, modificarsi in modo da risolvere creativamente il problema. Quando nella storia della vita sulla Terra i primi organismi marini hanno scoperto la fotosintesi, grandi quantità di ossigeno si sono accumulate nell'atmosfera, avvelenandola; l'ossigeno è infatti tossico se non si dispone di trucchi biochimici per neutralizzarlo: la natura ha trovato il trucco, sviluppando la respirazione. L'errore di sistema, quindi, è stato assorbito dal

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Le relazioni fra elementi formano dei cicli di feedback il cui risultato di un processo torna a influenzare il processo stesso;

Ha una struttura a rete;

È un sistema aperto rispetto all’ambiente circostante;

È universale, perché il fenomeno della complessità non è legato a una scala di grandezza;

È dinamico, può evolvere, spesso adattandosi all’ambiente;

È robusto, sopporta con estrema flessibilità disturbi esterni senza crollare;

È creativo e innovativo, perché produce novità;

È imprevedibile, non si può prevedere il suo comportamento a lungo termine (feedback positivo);

La sensibilità è differenziata, ci sono dei punti critici in cui uno stimolo ha effetti sproporzionati sul comportamento del sistema;

Non è controllabile, dove si creano novità non esiste prevedibilità;

Il comportamento è spesso discontinuo, a lunghi periodi di

stabilità si alternano brevi periodi di caos(biforcazioni catastrofiche);- Auto organizzazione, il sistema si auto organizza in livelli gerarchici superiori;- Gerarchia del sistema, con una struttura piramidale in cui ogni livello è composto da sottosistemi interconnessi;- Emergenza, il sistema può generare nuove proprietà o comportamenti che non sono presenti nei singoli componenti;- Adattamento, il sistema può modificarsi per adattarsi a nuove condizioni o cambiamenti nell'ambiente;- Interconnessione, i componenti del sistema sono collegati tra loro e le loro interazioni influenzano il funzionamento complessivo del sistema.