Sistema complesso: differenze tra le versioni

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{{U|pagina=Teoria della complessità|argomento=fisica|data=settembre 2017}}

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{{Citazione|Il tutto è maggiore della somma delle parti|[[Aristotele]]}}

In [[fisica]] unUn '''sistema complesso''' è un [[sistema fisicodinamico]] a multicomponenti, ovvero composto da piùdiversi [[sottosistema|sottosistemi]] inche interazionetipicamente reciprocainteragiscono tra loro, studiato/analizzato tipicamente con metodologie di indagine di tipo "[[olistica|olistico]]" anzichè "[[riduzionismo|riduzionistiche]]" ovvero come computazione "in toto"modo dei comportamenti dei singoli sottosistemiinterdipendente, supposti descrivibili analiticamente tramite [[modello matematico|modelli matematici]], comprese le loro reciproche interazioni. AltroQuesto assuntotipo di basesistema aviene volte è anchestudiato lnell'assunzione di "non linearità"ambito della dinamica dei singoli componenti (vedi [[sistemateoria dinamico nondella linearitàcomplessità]]). Tipici dunque dei sistemi complessi sono i concetti di [[autorganizzazione]] e [[comportamento emergente]].

Si rende tipicamente necessario un approccio globale, in quanto non è possibile risolvere analiticamente tutti i componenti con le loro interazioni, mentre è utile affidarsi a complesse [[simulazione|simulazioni]] al [[calcolatore]] per valutare/analizzare il comportamento dinamico di ciascun componente così come le reciproche interazioni, le quali possono essere descritte in maniera semplice ovvero lineare oppure non lineare (vedi [[sistema dinamico]]).

== Esempi ==

Alcuni esempi di sistemi complessi sono:

* gli [[Automa cellulare|automi cellulari]]

* la [[crosta terrestre]], quando ad esempio si considerano le interazioni che provocano i [[Terremoto|terremoti]]

* il [[clima|sistema climatico]]

* gli [[Ecosistema|ecosistemi]] (anche i più semplici)

* gli [[organismi viventi]]

* il [[Homo sapiens sapiens|sistema umano]] (che è composto da sottosistemi quali: [[sistema endocrino]], [[sistema linfatico]], [[sistema respiratorio]], [[sistema limbico]], [[sistema immunitario]], [[sistema nervoso]], [[mente]], etc.)

* i sistemi [[società (sociologia)|sociali]]

* i sistemi [[Economia|economici]]

Tipici dei sistemi complessi sono i concetti di [[autorganizzazione]] e [[comportamento emergente]]. L'assunzione di ''sistema complesso'' abbraccia dunque la maggior parte dei sistemi fisici reali a molte componenti, rispetto ai sistemi ritenuti "semplici", più tipici della [[fisica classica]].

== Proprietà ==

=== [[Complessità]]Storia ===

{{...|fisica}}

== Proprietà ==

=== Complessità ===

[[File:Edgar_Morin_IMG_0558-b.jpg|thumb|[[Edgar Morin]]]]

"''La complessità è una parola problema e non una parola soluzione''" ([[Edgar Morin]])

Maggiore è la quantità e la varietà delle relazioni fra gli elementi di un sistema, maggiore è la sua [[complessità]]; a condizione che le relazioni fra gli elementi siano di tipo non-lineare. Un'altra caratteristica di un sistema complesso è che può produrre un [[comportamento emergente]], cioè un comportamento complesso non prevedibile e non desumibile dalla semplice sommatoria degli elementi che compongono il sistema. Un esempio è l'andamento dei mercati finanziari. Nonostante si possa prevedere e comprendere il comportamento dei singoli investitori della [[microeconomia]], è impossibile prevedere, data la conoscenza dei singoli traders, l'andamento della [[macroeconomia]] (i recenti crolli dei mercati finanziari mondiali ne sono un esempio paradigmatico).

Un sistema non-lineare è tanto più complesso quanto maggiori [[Parametro (matematica)|parametri]] sono necessari per la sua descrizione. Dunque la complessità di un sistema non è una sua proprietà intrinseca, ma si riferisce sempre ad una sua descrizione; e dipende, quindi, sia dal [[modello (scienza)|modello]] utilizzato nella descrizione sia dalle [[variabile (matematica)|variabili]] prese in considerazione. Il principale obiettivo della teoria della complessità è di comprendere il comportamento dei sistemi complessi, caratterizzati tanto da elementi numerosi – e diversi tra loro – quanto da connessioni numerose e non lineari. In particolare, uno dei centri di ricerca più importanti sulla teoria della complessità – il ''Santa Fe Institute'', fondato nel [[1984]] – si è particolarmente dedicato allo studio dei ''sistemi complessi adattativi'' (CAS – Complex Adaptive Systems), cioè sistemi complessi in grado di adattarsi e cambiare in seguito all'esperienza, come ad esempio gli organismi viventi, caratterizzati dalla capacità di evoluzione: cellule, organismi, animali, uomini, organizzazioni, società, politiche, culture (Holland, 2002).

[[File:Maturana.jpg|thumb|[[Humberto Maturana]]]]

L'antropologo e psicologo britannico [[Gregory Bateson]] è uno degli autori di riferimento della teoria dei sistemi<ref>Gregory Bateson, "Verso un'ecologia della mente", Adelphi (1977), Milano</ref> mentre il filosofo francese [[Edgar Morin]] è sicuramente l'esponente di maggior spicco della [[scienza della complessità]]<ref>Edgar Morin, "Il metodo 3. La conoscenza della conoscenza", Feltrinelli, Milano, 1989 (poi Raffaello Cortina Editore, Milano 2007).</ref>. Uno dei referenti massimi in Italia della ''teoria della [[complessità]]'' è [[Mauro Ceruti]] che ha introdotto e tradotto numerosi testi sull'argomento. Il connubio tra la [[teoria dei sistemi]] e quella della complessità ha dato vita alla teorizzazione dei sistemi dinamici complessi. Questo filone è stato applicato all'essere vivente, in generale, e più nello specifico all'uomo da noti studiosi come [[Ludwig von Bertalanffy]], [[Humberto Maturana]] e [[Francisco Varela]]. Più recentemente The Boston Process of Change Study Group (che vanta tra i vari autori Daniel Stern e Louis Sander<ref>Louis W. Sander, Pensare differentemente. Per una concettualizzazione dei processi di base dei sistemi viventi. La specificità del riconoscimento. (2005) Ricerca psicanalitica, Anno XVI, n 3, p. 267-295.</ref>) ha applicato la teoria dei sistemi complessi anche alla [[psicoanalisi]], sviluppando un filone di ricerca innovativo e interessante che trae le sue radici dallo studio dell'interazione madre-bambino<ref>The Boston Change Process Study Group, ''Il cambiamento in psicoterapia'', Raffaello Cortina Editore, Milano, 2012</ref>. In Italia l'applicazione del modello dei sistemi dinamici complessi alla psicologia è all'avanguardia ed ha nel filosofo Tullio Tinti e negli psicoanalisti Michele Minolli<ref>Michele Minolli, "Psicoanalisi della relazione" FrancoAngeli (2009), Milano</ref> e Marcello Florita<ref>Marcello Orazio Florita, "L'intreccio: neuroscienze, clinica e teoria dei sistemi dinamici complessi", (2011) con prefazione di E. Boncinelli e postfazione di Michele Minolli, FrancoAngeli, Milano</ref><ref>Marcello Florita, "Alice, il porcospino e il fenicottero", Guaraldi Editore (2012), Rimini</ref> i principali esponenti. All'interno della prospettiva psicoanalitica il sistema umano è considerato un "sistema complesso adattativo" (CAS) ed è definito "sistema Io-soggetto".

=== Dinamica dei sistemi ===

Il principale obiettivo della teoria della complessità è di comprendere il comportamento dei sistemi complessi, caratterizzati tanto da elementi numerosi – e diversi tra loro – quanto da connessioni numerose e non lineari. In particolare, uno dei centri di ricerca più importanti sulla teoria della complessità – il ''Santa Fe Institute'', fondato nel [[1984]] – si è particolarmente dedicato allo studio dei ''sistemi complessi adattativi'' (CAS – Complex Adaptive Systems), cioè sistemi complessi in grado di adattarsi e cambiare in seguito all'esperienza, come ad esempio gli organismi viventi, caratterizzati dalla capacità di evoluzione: cellule, organismi, animali, uomini, organizzazioni, società, politiche, culture (Holland, 2002).

{{vedi anche|Dinamica dei sistemi}}

La ''dinamica dei sistemi'' costituisce un approccio alla comprensione del comportamento dei sistemi complessi nel corso del tempo. Ha a che vedere con gli anelli, o circuiti, di retroazione interna e i ritardi che incidono sul comportamento di tutto il sistema.[1] Ciò che rende la dinamica dei sistemi diversa da altri approcci allo studio dei sistemi complessi è l'uso degli anelli di retroazione e dei livelli e flussi (nella dinamica dei sistemi, i termini "livello" e "stock" possono considerarsi intercambiabili). Questi elementi aiutano a descrivere come anche sistemi apparentemente semplici esibiscono una non linearità sconcertante.

L'antropologo e psicologo britannico [[Gregory Bateson]] è uno degli autori di riferimento della teoria dei sistemi<ref>Gregory Bateson, "Verso un'ecologia della mente", Adelphi (1977), Milano</ref> mentre il filosofo francese [[Edgar Morin]] è sicuramente l'esponente di maggior spicco della [[scienza della complessità]]<ref>Edgar Morin, "Il metodo 3. La conoscenza della conoscenza", Feltrinelli, Milano, 1989 (poi Raffaello Cortina Editore, Milano 2007).</ref>. Uno dei referenti massimi in Italia della ''teoria della [[complessità]]'' è [[Mauro Ceruti]] che ha introdotto e tradotto numerosi testi sull'argomento.

Il connubio tra la [[teoria dei sistemi]] e quella della complessità ha dato vita alla teorizzazione dei sistemi dinamici complessi. Questo filone è stato applicato all'essere vivente, in generale, e più nello specifico all'uomo da noti studiosi come [[Ludwig von Bertalanffy]], [[Humberto Maturana]] e [[Francisco Varela]]. Più recentemente The Boston Process of Change Study Group (che vanta tra i vari autori Daniel Stern e Louis Sander<ref>Louis W. Sander, Pensare differentemente. Per una concettualizzazione dei processi di base dei sistemi viventi. La specificità del riconoscimento. (2005) Ricerca psicanalitica, Anno XVI, n 3, p. 267-295.</ref>) ha applicato la teoria dei sistemi complessi anche alla [[psicoanalisi]], sviluppando un filone di ricerca innovativo e interessante che trae le sue radici dallo studio dell'interazione madre-bambino<ref>The Boston Change Process Study Group, ''Il cambiamento in psicoterapia'', Raffaello Cortina Editore, Milano, 2012</ref>. In Italia l'applicazione del modello dei sistemi dinamici complessi alla psicologia è all'avanguardia ed ha nel filosofo Tullio Tinti e negli psicoanalisti Michele Minolli<ref>Michele Minolli, "Psicoanalisi della relazione" FrancoAngeli (2009), Milano</ref> e Marcello Florita<ref>Marcello Orazio Florita, "L'intreccio: neuroscienze, clinica e teoria dei sistemi dinamici complessi", (2011) con prefazione di E. Boncinelli e postfazione di Michele Minolli, FrancoAngeli, Milano</ref><ref>Marcello Florita, "Alice, il porcospino e il fenicottero", Guaraldi Editore (2012), Rimini</ref> i principali esponenti. All'interno della prospettiva psicoanalitica il sistema umano è considerato un "sistema complesso adattativo" (CAS) ed è definito "sistema Io-soggetto".

=== Auto-organizzazione ===

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=== Comportamento emergente ===

{{vedi anche|EpistemologiaComportamento della complessitàemergente}}

[[File:Sort_sol_ved_Ørnsø_2007.jpg|thumb|Comportamento emergente da parte di uno stormo di uccelli]]

I sistemi complessi sono sistemi il cui [[comportamento]] non può essere compreso a partire dal comportamento dei singoli elementi che li compongono in quanto interagenti tra loro: l'interazione tra i singoli elementi determina il comportamento globale dei [[sistema|sistemi]] e fornisce loro delle proprietà che possono essere completamente estranee agli elementi singoli. Questa proprietà è chiamata ''[[comportamento emergente]]'', nel senso che a partire dalle interazioni tra i singoli componenti del sistema ''emerge'' un "comportamento globale" non previsto dallo studio delle singole parti.

Ne sono un esempio alcuni [[Programma (informatica)|programmi]] per [[computer]] che simulano parte del [[comportamento]] delle [[termite (insetto)|termiti]]: la singola termite (simulata) compie azioni elementari come muoversi e spostare oggetti in modo quasi [[casualità|casuale]]; globalmente però le termiti creano dei mucchi di oggetti, senza che questo sia [[codificazione|codificato]] nel loro comportamento singolo. Un altro esempio è il [[gioco della vita]] di [[John Conway]]. Dal punto di vista strettamente [[epistemologia|epistemologico]] tutto ciò conduce ad una visione globale ([[olismo|olistica]]) dell'analisi dei sistemi a molte componenti che è in aperto contrasto con l'impostazione classica [[Riduzionismo (filosofia)|riduzionistica]], costituendone allo stesso tempo anche il suo deciso superamento.

Questa proprietà è chiamata ''[[comportamento emergente]]'', nel senso che a partire dalle interazioni tra i singoli componenti del sistema ''emerge'' un "comportamento globale" non previsto dallo studio delle singole parti.

Ne sono un esempio alcuni [[Programma (informatica)|programmi]] per [[computer]] che simulano parte del [[comportamento]] delle [[termite (insetto)|termiti]]: la singola termite (simulata) compie azioni elementari come muoversi e spostare oggetti in modo quasi [[casualità|casuale]]; globalmente però le termiti creano dei mucchi di oggetti, senza che questo sia [[codificazione|codificato]] nel loro comportamento singolo. Un altro esempio è il [[gioco della vita]] di [[John Conway]].

Dal punto di vista strettamente [[epistemologia|epistemologico]] tutto ciò conduce ad un visione globale ([[olismo|olistica]]) dell'analisi dei sistemi a molte componenti che è in aperto contrasto con l'impostazione classica [[Riduzionismo (filosofia)|riduzionistica]], costituendone allo stesso tempo anche il suo deciso superamento.

=== Biforcazioni ===

{{vedi anche|Teoria delle biforcazioni}}

[[File:LogisticMap_BifurcationDiagram.png|thumb|[[Mappa logistica]] con punti di biforcazione]]

Nei sistemi complessi l'evoluzione si basa su dinamiche differenti rispetto a quelle della [[L'origine delle specie|teoria darwiniana]] sulla selezione naturale. L'evoluzione complessa è caratterizzata da un cambiamento discontinuo e imprevisto, che si svolge secondo una dinamica detta '''[[Teoria delle biforcazioni|biforcazione]]'''. In questo tipo di evoluzione il cambiamento avviene in maniera improvvisa: il sistema raggiunge un punto critico in cui risulta del tutto instabile e il suo futuro è determinato dal caso.

La destabilizzazione del sistema può verificarsi a causa di due fattori: forti perturbazioni provenienti dall'esterno, o mutazioni interne al sistema stesso che avvengono in maniera più o meno graduale. È impossibile prevedere l'esito di una bifocazionebiforcazione; il sistema può tanto stabilizzarsi e tornare allo stato di partenza, quanto assumere nuovi stati completamente diversi. La particolarità di questo tipo di dinamica evolutiva è che il risultato finale può non essere necessariamente un'ottimizzazione del sistema o un suo miglioramento, ma anche una sua regressione o nel peggiore dei casi la sua distruzione.

In questo tipo di evoluzione il cambiamento avviene in maniera improvvisa: il sistema raggiunge un punto critico in cui risulta del tutto instabile e il suo futuro è determinato dal caso.

La destabilizzazione del sistema può verificarsi a causa di due fattori: forti perturbazioni provenienti dall'esterno, o mutazioni interne al sistema stesso che avvengono in maniera più o meno graduale.

=== Transizione al caos ===

È impossibile prevedere l'esito di una bifocazione; il sistema può tanto stabilizzarsi e tornare allo stato di partenza, quanto assumere nuovi stati completamente diversi. La particolarità di questo tipo di dinamica evolutiva è che il risultato finale può non essere necessariamente un'ottimizzazione del sistema o un suo miglioramento, ma anche una sua regressione o nel peggiore dei casi la sua distruzione.

=== Caos ===

{{vedi anche|Teoria del Caos}}

[[File:Lorenz_attractor_yb.svg|thumb|[[Attrattore di Lorenz]], esempio di caos deterministico]]

I [[Teoria del caos|sistemi caotici]] sono considerati complessi, sebbene abbiano pochi gradi di libertà. Più precisamente sotto opportune condizioni un sistema complesso può evolvere verso la ''transizione al caos''.

La complessità è fortementein parte legata al caos: più precisamente sotto opportune condizioni un sistema complesso può evolvere o avere una cosiddetta ''transizione al caos'' (diversi sistemi caotici invece non sono considerati complessi per numero di gradi di libertà). La sopravvivenza in ambienti così variabili viene ricercata nel raggiungimento del ''confine del caos'', quella particolare area dove si massimizzano le possibilità di evoluzione. I sistemi complessi adattativi, cioè, si situano tra l'eccessivo ordine – una staticità che ricorda da vicino un meccanismo – e l'eccessivo disordine&nbsp;– un caos fuori controllo che può sconfinare, a livello sociale, nell'anarchia.

La complessità è fortemente legata al caos. La sopravvivenza in ambienti così variabili viene ricercata nel raggiungimento del ''confine del caos'', quella particolare area dove si massimizzano le possibilità di evoluzione. I sistemi complessi adattativi, cioè, si situano tra l'eccessivo ordine – una staticità che ricorda da vicino un meccanismo – e l'eccessivo disordine&nbsp;– un caos fuori controllo che può sconfinare nell'anarchia.

Questo specifico stato assunto dai sistemi complessi è anche chiamato spazio delle possibilità, poiché è la situazione in cui essi possono scegliere tra più comportamenti e configurazioni alternative. È in questo particolare stato, infatti, che questi sistemi agiscono in maniera più complessa e creativa, operando eventuali evoluzioni sfruttando le proprie peculiari capacità di apprendimento e adattamento.

=== Esempi ===

Alcuni esempi di sistemi complessi sono:

[[File:5_11_15_Brian_AquabyMonth.gif|thumb|Il [[Clima|Sistema climatico]], esempio di complessità]]

* gli [[Automa cellulare|automi cellulari]]

* la [[crosta terrestre]], quando ad esempio si considerano le interazioni che provocano i [[Terremoto|terremoti]]

* il [[clima|sistema climatico]]

* gli [[Ecosistema|ecosistemi]] (anche i più semplici)

* gli [[organismi viventi]]

* il [[Homo sapiens sapiens|sistema umano]] (che è composto da sottosistemi quali: [[sistema endocrino]], [[sistema linfatico]], [[sistema respiratorio]], [[sistema limbico]], [[sistema immunitario]], [[sistema nervoso]], [[mente]], etc.)

* i sistemi [[società (sociologia)|sociali]]

* i sistemi [[Economia|economici]]

* Ambiente e territorio

== Note ==

<references/>

Riga 80:

* Alberto Gandolfi, ''Vincere la sfida della complessità'', Franco Angeli (2008), ISBN 88-568-0011-X.

* Michele Minolli, ''Psicoanalisi della relazione'', FrancoAngeli (2009), Milano ISBN 88-568-1168-5.

* Tullio Tinti, Franca Acquarone, Carla Micca, Elena Cresta, ''[https://web.archive.org/web/20140810150437/http://www.ordinepsicologi.piemonte.it/files/2010/11/03-TINTI-21-441.pdf Teoria e pratica della psicologia della complessità]'', (2010), in Psicologi a confronto, rivista dell'ordine degli psicologi del Piemonte

* Marcello Orazio Florita, ''L'intreccio: neuroscienze, clinica e teoria dei sistemi dinamici complessi'', (2011) con prefazione di E. Boncinelli e postfazione di Michele Minolli, FrancoAngeli, Milano, ISBN 88-568-3582-7.

Riga 90:

* [[Olone]]

* [[Teoria delle biforcazioni]]

* [[Simulazione]]

* [[Problema dei tre corpi]]

* [[Modello basato sull'agente]]

== Altri progetti ==

{{interprogetto|preposizione=sul}}

== Collegamenti esterni ==

* {{Collegamenti esterni}}

* {{cita web | 1 = http://www.csdc.unifi.it/ | 2 = Centro Interdipartimentale per lo Studio delle Dinamiche Complesse (Firenze) | accesso = 24 gennaio 2008 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20080107010108/http://www.csdc.unifi.it/ | dataarchivio = 7 gennaio 2008 | urlmorto = sì }}

* {{cita web|1=http://www.mpipks-dresden.mpg.de/index_en.html|2=Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems (Dresda)|lingua=en|accesso=24 gennaio 2008|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20120204195514/http://www.mpipks-dresden.mpg.de/index_en.html|dataarchivio=4 febbraio 2012|urlmorto=sì}}

* {{Thesaurus BNCF}}

{{Controllo di autorità}}

{{Portale|fisica|matematica|scienza e tecnica}}

[[Categoria:Epistemologia]]

[[Categoria:Ecosistemi]]

[[Categoria:Sistemi]]

[[Categoria:Teoria del caos]]