La Teoria della Complessità è la miglior
risposta data dagli anni ’70 all’esigenza scientifica di comprendere
anche le turbolenze. Le turbolenze compaiono in sistemi fisici di
varia natura quando determinati parametri dinamici quali velocità o
tasso d’incremento superano determinate soglie.
Oltre tali soglie la Scienza considerava incomprensibile il fenomeno
stesso e lo catalogava sotto la voce ‘caos’ (dal greco: il vuoto,
l’assenza, l’inconoscibile.).
Al di là
di una prima geniale intuizione di J.H.Poincarè nel 1908, si dovette
attendere una nuova generazione di scienziati con una nuova visione del
mondo: quella indotta dagli elaboratori elettronici.
I vincoli sulla definizione numerica delle variabili, la possibilità di
effettuare numerose iterazioni di un processo e l’opportunità di
valutare visivamente la sua evoluzione hanno prodotto riscontri
inattesi nei meteorologi e fisici che per primi applicarono i computer
in ambiti complessi.
L’accettazione di
questi riscontri dovette passare sul corpo delle vecchie concezioni
della geometria, della matematica e della filosofia della scienza.
La geometria, con la scoperta dei frattali,
dovette accettare l’idea di dimensioni frazionali, né piane né
tridimensionali, ma per esempio con dimensione 2,6. La matematica
accettò la riduzione a puro “sperimentalismo”, semplice elaborazione
iterativa di numeri e simboli. La filosofia della scienza pagò il
prezzo più alto di questa rivoluzione: rinunciò finalmente alla
prevedibilità dei fenomeni matematicamente descritti.
Queste revisioni culturali produssero una nuova comprensione della realtà:
1)
Un qualsiasi fenomeno descritto matematicamente con 1 o 2 variabili può
essere previsto con una tolleranza simile a quella delle sue stesse
variabili. La prevedibilità di Laplace è mantenuta;
2)
Un qualsiasi fenomeno noto e descritto matematicamente con almeno 3
variabili diventa complesso, e ciò comporta la rinuncia alle
aspettative di prevedibilità. In particolare si definisce un
sistema “complesso” quando la sua esatta modellazione matematica
permette di conoscere i possibili stati che potrà assumerà, ma non
quale di questi verrà effettivamente assunto. Ciò a causa
dell’intuizione di Poincarè rimossa dalla coscienza scientifica per
oltre 60 anni: la sensibilità alle condizioni iniziali.
3)
La sensibilità alle condizioni iniziali è un aspetto essenziale dei
sistemi complessi e comporta evoluzioni radicalmente diverse di un
sistema in determinate situazioni (“biforcazioni”) a seconda di minime
differenze delle sue variabili.
4)
Quando questi sistemi aumentano la loro dinamica oltre
determinate soglie, compare il “caos”. I possibili stati
che il sistema può assumere si dissolvono in una ‘nebulosa’
imprevedibile, e non sono quindi conoscibili.
5)
La Teoria della Complessità e del Caos ha donato alla comprensione di
questi fenomeni imprevedibili il concetto di stabilità caotica (“Stabilità secondo Smale”) e il concetto di attrattore caotico.
Gli stati assunti dal sistema caotico, seppur imprevedibili, si
addensano su curve chiamate “attrattori” dalle quali emerge un comportamento tipico del sistema, la sua quasi-periodicità e la sua stabilità dinamica.
Tutto ciò ha insegnato a osservare i fenomeni naturali, con le loro
forme ed evoluzioni apparentemente casuali, come sistemi complessi e
caotici, la semplicità e l’ordine dei quali è riposta
nell’individuazione della loro struttura frattale e dei loro attrattori.
Persino le turbolenze diventano comprensibili, pur rimanendo imprevedibili.
I nuovi concetti sviluppati per comprendere la meteorologia e le
turbolenze dei liquidi sono sempre più impiegati in contesti biologici,
finanziari e sociali, visti come sistemi che si auto-organizzano
esclusivamente in forza delle loro relazioni interne, e che si possono
conoscere soltanto grazie alla evidenza delle loro proprietà emergenti:
attrattori e dimensioni frazionali.
La
Vita in generale è il risultato di processi complessi e caotici che si
auto-organizzano in strutture “stabili nel senso di Smale” e che
evolvono nei “bacini di attrazione” delimitati dai propri attrattori
caotici. Le infinite forme espresse in natura sono il risultato di un
ideale “Computer Cosmico” che opera infinite ricursioni su formule
molto semplici che richiedono poca informazione da memorizzare.
Oltre a risparmiare informazione e memoria, la natura risparmia spazio
grazie alla geometria frattale; quest’ultima permette di creare
strutture che massimizzano la superficie o la lunghezza in spazi molto
limitati: un’esigenza preziosa per Madre Natura e per i nostri sistemi
vascolare e polmonare, per esempio.
Per ulteriori dettagli sulla nascita e le attuali implicazioni della
Teoria della Complessità e del Caos, ti rimandiamo all’articolo “Perché
solo Wittgenstein era a suo agio nel caos?”
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L'osservatorio di Valter
Psicologia e complessità
