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Messaggi del 14/10/2017
Post n°1486 pubblicato il 14 Ottobre 2017 da blogtecaolivelli
Internet Esiste poi una teoria della complessità computazionale, che è un filone scientifico più stabile e meglio definito, evolutosi separatamente da quello afferente al concetto di sistema non-lineare, ma alla fine sottilmente collegato a questo. Infine, anche in ambito scientifico si riscontrano diversi impieghi del termine complessità diversi, irrilevanti rispetto alla presente discussione. Per tutti, un esempio autorevole: L'instabilità del termine complessità fa sì che si parli di " teoria" della complessità in molteplici domini anche disgiunti, e "una" teoria della complessità in effetti non esiste. Il dominio che più di ogni altro ha il potenziale di condurre a una teoria unificante è lo studio dei sistemi dinamici non lineari. In questo ambito, l'entropia "di Kolmogorov" è una prerogativa del moto nello spazio delle fasi e viene collegata a un concetto analogo a quello che si ritrova in termodinamica.Attraverso questo concetto la complessità dei sistemi dinamici può collegarsi anche alla complessità computazionale. Di centrale importanza in questo contesto è il concetto di linearità, che non va confuso con l'omonimo concetto colloquiale, ma va inteso nel senso della teoria dei sistemi. In generale un problema è lineare se lo si può scomporre in un insieme di sotto-problemi indipendenti tra loro. Quando, invece, i vari componenti/aspetti di un problema interagiscono gli uni con gli altri così da renderne impossibile la separazione per risolvere il problema passo-passo e "a blocchi", allora si parla di non-linearità. Più specificatamente in ambito sistemistico un sistema è lineare se risponde in modo direttamente proporzionale alle sollecitazioni ricevute. Si dice allora che per quel sistema vale il principio di sovrapposizione degli effetti, nel senso che se alla sollecitazione S1 il sistema dà la risposta R1 e alla sollecitazione S2 dà la risposta R2, allora alla sollecitazione (S1+S2) esso risponderà con (R1+R2). I sistemi e i problemi che si presentano in natura sono essenzialmente non-lineari. Tuttavia, per semplificare inizialmente le indagini o per scopi applicativi, si ricorre spesso in prima istanza all'ipotesi di linearità. Si considerano, cioè, in prima approssimazione trascurabili gli effetti della non-linearità e si approntano modelli matematici che descrivono il sistema come se fosse lineare (linearizzazione). Un modello matematico lineare consiste nella rappresentazione del sistema in esame come una funzione polinomiale, i coefficienti della quale sono indipendenti l'uno dall'altro (o così debolmente dipendenti da poter trascurare le mutue interazioni). Questo approccio si rivela fecondo in moltissimi casi. Per fare un esempio: nessun amplificatore audio è intrinsecamente lineare ma, entro certi limiti di frequenza, esso si comporterà in modo lineare, rivelandosi così utilizzabile per l'hi-fi. I modelli lineari sono utili perché in ipotesi di linearità molti sistemi presenti in natura "si somigliano", nel senso che il loro comportamento può essere descritto mediante le medesime equazioni anche se i contesti sono molto diversi, come lameccanica, l'elettronica, la chimica, la biologia, l'economia e così via. Enormi progressi scientifici e tecnologici sono stati ottenuti anche prima che l'avvento degli elaboratori elettronici (1940-1950) consentisse di addentrarsi risolutamente nei territori della non-linearità. Si immagini di condurre uno studio di una popolazione di animali per modellare con un'equazione l'andamento nel tempo della popolazione in funzione della disponibilità di cibo. Se esistono predatori per quel tipo di animale, il modello lineare si rivela semplicistico e inadeguato: infatti, la popolazione degli animali predati diventa anche una funzione della popolazione dei predatori; ma, a sua volta, l'espansione o la contrazione della popolazione dei predatori dipenderà anche dalla presenza di prede. Il sistema prede - predatori - cibo, dunque, è intrinsecamente non lineare perché nessuno dei suoi componenti può essere studiato separatamente dagli altri. Le equazioni di Lotka-Volterra costituiscono un esempio di modello non-lineare di una situazione ambientale simile. Tali modelli, e modelli di complessità anche molto maggiore, sono oggi diffusi inelettronica, in avionica, in chimica, in biologia, in ecologia, in economia e in altri settori. Essi sono il risultato della modellizzazione che effettuiamo quando smettiamo di "fingere" che i sistemi siano lineari e li studiamo invece nella loro complessità. La solubilità delle equazioni matematiche che ne derivano non è quasi mai possibile, solo l'utilizzo di simulazioni numeriche all'elaboratore consente di trattare i relativi problemi. Per questa ragione, l'indagine dei sistemi dinamici complessi - che pure erano noti e marginalmente studiati già dai primi dell'Ottocento - si è sviluppata a partire dall'avvento dei computer. Per fare un esempio noto, le figure "a farfalla" del celebre attrattore di Lorenz sono simulazioni di computer grafica. In fisica un sistema complesso è un sistema composto da più parti o sottosistemi che interagiscono tra di loro, e che viene studiato in maniera "olistica" ovvero come risultato dei comportamenti delle singole parti, che si suppongono essere descrivibili analiticamente, e delle loro reciproche interazioni. Occorre notare che nel caso dei sistemi complessi spesso non è possibile prevedere uno stato futuro del sistema considerato nella sua interezza, perché le interazioni danno luogo a uncomportamento emergente: come dice Edgar Morin, "nei sistemi complessi l'imprevedibilità e il paradosso sono sempre presenti ed alcune cose rimarranno sconosciute". Alcuni esempi di sistemi complessi sono:
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 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 utilizzato nella descrizione sia dalle 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). L'antropologo e psicologo britannico Gregory Bateson è uno degli autori di riferimento della teoria dei sistemi mentre il filosofo francese Edgar Morin è sicuramente l'esponente di maggior spicco della scienza della complessità. 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) ha applicato la teoria dei sistemi complessi anche allapsicoanalisi, sviluppando un filone di ricerca innovativo e interessante che trae le sue radici dallo studio dell'interazione madre-bambino. 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 e Marcello Florita i principali esponenti. All'interno della prospettiva psicoanalitica il sistema umano è considerato un "sistema complesso adattativo" (CAS) ed è definito "sistema Io-soggetto". I sistemi complessi adattivi (CAS in inglese) sono sistemi dinamici con capacità di auto-organizzazione composti da un numero elevato di parti interagenti in modo non lineare che danno luogo a comportamenti globali che non possono essere spiegati da una singola legge fisica. Alcuni esempi: comunità di persone interagenti, il traffico, il cervello umano. Il campo della scienza che si occupa di studiare e modellare questi sistemi è detto scienza della complessità. Questa proprietà è sfruttata in varie applicazioni pratiche, come ad esempio le reti radio militari e i sistemi anti-intrusionedelle |
Post n°1485 pubblicato il 14 Ottobre 2017 da blogtecaolivelli
Archeologi decifrano una misteriosa scritta di 3200 anni fa Gli archeologi sono riusciti a decifrare una cifra antichissima, risalente a 3200 anni fa, che racconta la fine dei popoli del MediterraneoAlcuni archeologi hanno annunciato di aver decifrato una misteriosa scritta che risale a 3200 anni fa. I simboli sono scolpiti su un'antichissima lastra di pietra, che potrebbe risolvere uno dei più grandi misteri della storia: come sono scomparse le civiltà del Mediterraneo? La gigantesca lastra è stata ritrovata inTurchia nel 1878. Su di essa sono stati incisi dei geroglifici risalenti all'età del bronzo. Queste scritte secondo gli archeologi farebbero riferimento ad un "popolo del mare", che avrebbe invaso il Mediterraneo, distruggendo tutte le civiltà che erano nate.Il racconto spiega che i regni dell'Asia Occidentale si sarebbero uniti creando una grande flotta, che avrebbe portato distruzione e sulla costa orientale del Mediterraneo, provocando il crollo dei popoli dell'età del bronzo. I primi a cadere sarebbero stati gli egiziani, poi le flotte navali si sarebbero spostate verso altri paesi. La pietra è alta 35 centimetri e larga 10 metri, secondo il team di esperti venne commissionata nel lontano 1190 aC da Kupanta-Kurunta, conosciuto con il nome di re Mira.Il team di studiosi è composto da esperti olandesi e svizzeri, che per anni hanno analizzato l'iscrizione di 3200 anni fa. Il messaggio è in lingua luvia e solo 20 persone al mondo sanno ancora leggerla e interpretarla. A tradurla nel modo esatto sarebbe stato il dottor Fred Woudhuizen.La lastra venne ritrovata nel 1878, nel villaggio di Beykoy, in Turchia. Gli abitanti del paesino volevano utilizzare la pietra per la costruzione di una moschea, ma l'archeologo George Perrot riuscì a fermarli in tempo, copiando l'iscrizione prima che il reperto andasse perduto. La copia venne ritrovata nel 2012 nellatenuta di James Mellaart, un famoso storico. L'iscrizione in seguito venne consegnata al dottor Eberhard Zangger, il presidente della fondazione Luwian Studies, per esaminarla. Secondo Zangger la scritto suggerisce che "i luviani dell'Asia Minore hanno contribuito in maniera decisiva alla cosiddetta invasione degli uomini del mare e dunque alla fine dell'età del bronzo nel Mediterraneo orientale". |
Post n°1484 pubblicato il 14 Ottobre 2017 da blogtecaolivelli
Internet La teoria della complessità o teoria dei sistemi complessi o fisica dei sistemi complessi è una branca della fisica moderna che studia i cosiddetti sistemi complessi, venuta affermandosi negli ultimi decenni sotto la spinta dell'informatizzazione e grazie alla crescente inclinazione, nell'indagine scientifica, a rinunciare alle assunzioni di linearità neisistemi dinamici per indagarne più a fondo il comportamento."Complesso" scende dal verbo latino complector, che vuol dire cingere, tenere avvinto strettamente, e, in senso metaforico, abbracciare, comprendere, unire tutto in sé, riunire sotto un solo pensiero e una sola denominazione. Altri significati che appaiono nei classici latini sono quelli di legame, nesso, concatenazione. Dal XVII secolo in poi, una situazione, un problema, un sistema è "complesso" se consta di molte parti i nterrelate, che influiscono una sull'altra. Un problema complicato (da complico, piegare, arrotolare, avvolgere), invece, è uno che si fatica a risolvere perché contiene un gran numero di parti nascoste, che vanno scoperte una a una. Il concetto di complessità affonda le sue radici in lavori come quelli, di fine Ottocento, del fisico-matematico Henri Poincarée in quelli, della prima metà del Novecento, di matematici e fisici come Hadamard, Lyapunov, Schrödinger, Kolmogorov,Andronov. Uno dei problemi tipici, in senso complesso ovvero a molte componenti, è il noto problema dei tre corpi in ambito astronomico (superando per complessità il vecchio problema dei due corpi) il quale non ammette una soluzione analitica ovvero una soluzione deterministica, mostrando invece una transizione al caos. Impulsi decisivi al pensiero complesso furono impressi dal polymath russo Alexander Bogdanov (1873-1928), poi dai cibernetici (in particolare, Wiener e von Foerster) e dal matematico-ingegnere Warren Weaver (soprattutto con il saggio "Science and Complexity", American Scientist, 36:536, 1948). A questi contributi si affiancava, decisivo, l'avvento dei computer. Il loro impiego porterà, fra l'altro, Edward Lorenz a scoprire il famoso "effetto farfalla", ossia la prima dimostrazione sperimentale di variazioni finite di un sistema dinamico a partire da variazioni infinitesime delle condizioni iniziali (era stata questa la scoperta di Poincaré). Intanto, tra i '50 e i '60 del Novecento, sotto l'impulso di P.W. Anderson la fisica si affrancava definitivamente dal riduzionismo; Ilya Prigogine i ndagava per la prima volta risolutamente i sistemi lontani dall'equilibrio; nasceva la sistemistica transdisciplinare per opera di Bertalanffy, Bánáthy, Zwicky e altri; Kolmogorov e Solomonoff ideavano la complessità algoritmica; ed Edgar Morin maturava la sua grandiosa razionalizzazione del pensiero complesso Il termine è anche utilizzato da alcuni come sinonimo di e pistemologia della complessità, una branca della filosofia della scienza inaugurata nei primi anni '70 da Edgar Morin, Isabelle Stengers e Ilya Prigogine e dalla quale è possibile aspettarsi un giorno un contributo per mettere ordine nella terminologia. Si parla di complessità o teoria della complessità pensando alla teoria del caos, al comportamento emergente molto ricco di significati e di utilizzi nel linguaggio colloquiale di molti sistemi, alla complessità delle reti, al comportamento che i sistemi esibiscono quando sono lontani dall'equilibrio termodinamico e alle facoltà di auto-organizzazione che a volte ne derivano. Questo movimento scientifico sta avendo conseguenze tecnologiche e filosofiche e - grazie alla suggestione di taluni aspetti - giornalistiche e di costume. L'uso del termine complessità è, per queste ragioni, ancora (2011) instabile. Nella letteratura divulgativa se ne rinvengono anche utilizzi spurii che si allontanano dal contesto scientifico per avventurarsi in ambiti colloquiali (tipicamente facendo astrazione dal concetto, cruciale, di non-linearità): ecco che, ad esempio, si parla a volte di complessità come sinonimo di sistemistica tout-court, oppure di cibernetica oppure di mera interdisciplinarità, oppure ancora di un non meglio precisato "pensiero complesso". |
Post n°1483 pubblicato il 14 Ottobre 2017 da blogtecaolivelli
Internet Fisica estrema - Le nuove sfide dopo il bosone di Higgs Dall'8 marzo è in edicola il primo volume della collana "Le frontiere della scienza" Per qualcuno, la scoperta del bosone di Higgs annunciata il 4 luglio 2012 al CERN di Ginevra aveva segnato un traguardo ultimo, un limite della frontiera della ricerca che sarebbe stato arduo, o forse addirittura inutile, tentare di superare. In realtà i dubbi su un'eventuale fine della fisica erano stati espressi da commentatori e osservatori non molto aggiornati. La scoperta del bosone di Higgs è stata certo fondamentale per il modello standard, che descrive la realtà in termini di particelle fondamentali e loro interazioni, ma ci sono ancora numerose questioni irrisolte. Lo sanno bene gli addetti ai lavori e i lettori di «Le Scienze», che ben prima della scoperta della scoperta dell'Higgs e anche dopo hanno potuto aggiornarsi sulle novità della ricerca. mese in edicola trovate Fisica estrema (6,90 euro) il primo di sei volumi di "Le Frontiere della Scienza", una collana di monografie realizzate con articoli pubblicati da "Le Scienze" sui grandi temi e i problemi aperti della ricerca dei giorni nostri, firmati da esperti di statura mondiale. In ambito fisico non c'è che l'imbarazzo della scelta per quanto riguarda le questioni aperte, a partire proprio dal fatto che il modello standard è ancora, nonostante la scoperta dell'Higgs, una teoria parziale della realtà, visto che unifica solo tre delle quattro forze fondamentali della natura, elettromagnetismo, interazione debole e interazione forte, lasciando fuori la forza di gravità. organico e completo la fisica che governa la natura, è inseguito invano ormai da quasi un secolo. Il tassello mancante si chiama teoria quantistica della gravità e permetterebbe di riconciliare due rivoluzioni delle fisica del Novecento: la teoria delle relatività generale di Albert Einstein, in cui la è descritta la gravità, e la meccanica quantistica. Le proposte non mancano, come quella dell'italiano Carlo Rovelli, uno degli autori proposti in Fisica estrema, ma il vaglio sperimentale di queste soluzioni è una sfida di per sé, che va in parallelo con l'impegno dal punto di vista teorico. delle tante sfide di frontiera affrontate dai fisici. Per quanto possa sembrare bizzarro, un altro grattacapo non da poco riguarda la stabilità delle costanti fondamentali della natura. Alcune osservazioni suggeriscono che in realtà quelle che noi consideriamo costanti non avrebbero sempre lo stesso valore nello spazio e nel tempo. Se confermato sarebbe un cambiamento rivoluzionario, perché implicherebbe che le leggi della fisica non sono universali. che potrebbero non essere i costituenti fondamentali della materia, ma a loro volta potrebbero essere composti da particelle ancora da scoprire. Sempre che la realtà sia composta da particelle forze e non da altre entità, come invece propongono alcuni fisici teorici. riservarci sorprese meravigliose. Per lungo tempo questa teoria è stata considerata descrittiva del solo il mondo microscopico, abitato da molecole, atomi e particelle. Ma scoperte recenti hanno spostato il limite, mostrando che la meccanica quantistica riguarda anche sistemi macroscopici come piante, uccelli e forse esseri umani. nella prima uscita di questa nuova collana di "Le Scienze". Nel secondo volume, a richiesta con il numero di aprile, le frontiere saranno quelle dell'evoluzione umana |
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