Transfinito edizioni

Giancarlo Calciolari
Il romanzo del cuoco

pp. 740
formato 15,24x22,86

euro 35,00
acquista

libro


Giancarlo Calciolari
La favola del gerundio. Non la revoca di Agamben

pp. 244
formato 10,7x17,4

euro 24,00
acquista

libro


Christian Pagano
Dictionnaire linguistique médiéval

pp. 450
formato 15,24x22,86

euro 22,00
acquista

libro


Fulvio Caccia
Rain bird

pp. 232
formato 15,59x23,39

euro 15,00
acquista

libro


Jasper Wilson
Burger King

pp. 96
formato 14,2x20,5

euro 10,00
acquista

libro


Christiane Apprieux
L’onda e la tessitura

pp. 58

ill. colori 57

formato

cm 33x33

acquista

libro


Giancarlo Calciolari
La mela in pasticceria. 250 ricette

pp. 380
formato 15x23

euro 14,00
euro 6,34

(e-book)

acquista

libro

e-book


Riccardo Frattini
In morte del Tribunale di Legnago

pp. 96
formato cartaceo 15,2x22,8

euro 9,00
e-book

euro 6,00

acquista

libro

e-book


Giancarlo Calciolari
Imago. Non ti farai idoli

pp. 86
formato 10,8x17,5

euro 7,20
carrello


Giancarlo Calciolari
Pornokratès. Sulla questione del genere

pp. 98
formato 10,8x17,5

euro 7,60
carrello


Giancarlo Calciolari
Pierre Legendre. Ipotesi sul potere

pp. 230
formato 15,24x22,86

euro 12,00
carrello


TRANSFINITO International Webzine

Reti complesse e scienze sociali computazionali

Francesco Carlo Morabito
(15.07.2009)

Paul Dirac, eminente fisico teorico che ipotizzò l’esistenza dell’antimateria nel 1928, riteneva che gli scienziati non dovessero contaminarsi divulgando la scienza, ovvero, esporla al giudizio degli inesperti. In realtà, ho sempre ritenuto che costringersi a presentare argomenti complessi ad un uditorio potenzialmente interessato, anche se privo di conoscenze adeguate, costituisse una divertente sfida per costruire un linguaggio, una forma espressiva, accattivante, leggera ma ironica, necessariamente ricca di metafore e gustose trovate narrative. In altri termini, un’occasione per esplorare nuovi aspetti occulti della materia. Nel muoversi tra questi accostamenti arditi, ad esempio, ho avuto modo di avvicinare la pittura dell’avanguardia russa (Kandinsky, innanzitutto) alla teoria delle reti complesse. A tal proposito, mi è sembrato di intravedere, nell’opera In Grey (1919) una tumultuosa rappresentazione delle mappe corticali interagenti all’emergere dell’atto cosciente nel cervello umano.

Lo studio delle reti complesse, ancorché saldamente appartenente all’universo delle scienze fisiche e dell’elettrotecnica, costringe spesso a degli scavalcamenti di palizzata e ci fa capire che lo scienziato di domani non potrà limitarsi ad operare nel proprio ambito specialistico e dovrà, sempre in maggior misura, comunicare la scienza fuori dai propri circoli.

Che cosa accomuna Internet, le Social Network, le reti metaboliche, le reti neurali, le catene alimentari, le autostrade e le aerovie, lo scintillio delle lucciole o il frinire dei grilli in una notte d’estate? Sono tutte delle reti e, come tali, possono essere descritte con appropriati formalismi e simboli nonché essere rappresentate con schemi, tracciati e grafi.

I grafi sono oggetti descritti da nodi (vertici) e lati (spigoli) che estraggono le proprietà topologiche delle reti eludendone, in qualche modo, le metriche. La teoria dei grafi è nata con Eulero, a Königsberg, nel 1736, con la risoluzione del problema dei sette ponti e si è quindi sviluppata, in modo pressoché esaustivo, nel secolo successivo. Data per assestata, è riemersa, quale argomento d’interesse scientifico, nel 1959 con uno straordinario lavoro di due matematici ungheresi, Paul Erdős e Alfréd Rényi, i quali, in una Budapest dedita alla letteratura caricaturale, proposero la teoria dei grafi casuali. Due menti straordinarie (Erdős poteva fornire 37 dimostrazioni del Teorema di Pitagora, per dirne una) con storia personale assai dissimile che si posero il problema più semplice e però irrisolto di grafi e reti: come si genera una rete, come nascono i legami fra nodi. Mirabilmente, in una matematica straordinaria perché nutrita di se stessa, come nello specchio parlante della strega di Biancaneve, individuarono la soluzione più forte: le reti si costruiscono secondo regole improntate al caso. Ogni nodo si collega agli altri, nella fase formativa, senza regole di crescita, in accordo ad una legge di probabilità poissoniana. Questo vuol dire che non c’è ragione per cui esistano nodi privilegiati, quasi tutti i nodi del grafo hanno un insieme di collegamenti medio con gli altri nodi e solo in ragione del caso alcuni di essi mostrano proprietà che si discostano dalla media.

Una conseguenza straordinaria di questa casualità è che la distanza media fra due nodi (il percorso medio da fare per raggiungere da un nodo scelto a caso ogni altro nodo del grafo) è piuttosto piccola. Non si tratta di una cosa di poco conto, se è vero che Stanley Milgram, sociologo ad Harvard, nel 1967, aveva già proposto la controversa teoria dei sei gradi di separazione, secondo cui, in media, due persone qualsiasi sono riconducibili l’uno all’altro attraverso sei livelli di contatti. Viviamo, cioè, in un mondo piccolo (small-world) e questa considerazione, in origine sociologica, è diventata una regola di base per la formazione delle reti complesse.

In realtà, il mondo è piccolo a motivo della fitta ragnatela di connessioni tra individui nella complessa società globalizzata di oggi; eppure, è scientificamente accertato che le reti sociali non sono gli unici mondi piccoli.

Il fatto che il meccanismo di generazione di una rete reale fosse esclusivamente riconducibile al caso, poteva certamente offrire l’opportunità di una rigorosa soluzione matematica al problema della crescita ma si è presto scontrato con l’evidenza pratica di straordinarie reti come Internet, dove la connessione ai nodi (siti) o l’instradamento via router dell’informazione nei canali di comunicazione non è certamente casuale. Si pensi, ad esempio, ad un nodo come Google ed al numero di connessioni che riceve continuamente da tutto il mondo.

L’altra grande rivoluzione della teoria dei grafi, imprevedibilmente lontana dal massiccio ordito teorico proposto da Hamilton, Cayley e Kirchhoff, è la possibilità di individuare dei comuni principi organizzativi e di crescita delle architetture di rete sottese ai più disparati sistemi complessi. Le reti del web, del metabolismo cellulare, delle citazioni scientifiche, degli attori di Hollywood, delle aerovie o il pattern delle corrispondenze di Einstein e Darwin, per citare alcuni esempi, condividono la proprietà dell’invarianza di scala: sono dominate dalla presenza di un relativamente piccolo numero di nodi fittamente connessi a molti altri nodi. Questi nodi "giganti", noti come hub, dai collegamenti apparentemente illimitati, conferiscono alla rete una struttura topologicamente descrivibile da leggi di tipo funzioni potenza, appunto scale-free, che dal punto di vista funzionale mostra un comportamento predicibile. La presenza di hub manifesta prove convincenti che molti sistemi complessi, siano essi computer, cellule o società, hanno architetture governate da leggi semplici (il sempiterno sogno dei fisici) che, alla scala macroscopica, mostrano proprietà rilevanti quali la resistenza ai guasti accidentali (robustezza) e la vulnerabilità agli attacchi premeditati (si pensi alle azioni delle reti terroristiche di Al Qaeda). Il riconoscimento di queste proprietà offre importanti suggerimenti per lo sviluppo di nuovi medicinali, l’arresto della diffusione epidemica di malattie virali, il contrasto agli hacker informatici e lo studio del funzionamento del cervello umano. In particolare, la ricerca attuale evidenzia che l’emergere dei qualia nell’atto cosciente deriverebbe dalla sincronizzazione simultanea di diverse mappe specializzate, altamente differenziate, attraverso il meccanismo del rientro, ovvero la trasmissione, in tempi dell’ordine di pochi millesimi di secondo, di segnali inibitori ed eccitatori su reti di collegamento cablate nei primi mesi di vita attraverso l’apprendimento hebbiano.

I metodi analitici riduzionisti, che studiano i diversi sistemi decomponendoli in parti elementari facilmente studiabili, non possono descrivere il comportamento cooperativo emergente dall’interazione delle diverse parti per sincronizzazione. Il tutto non nasce dalla somma delle parti, come descritto dalla psicologia della Gestalt. La dipendenza statistica delle parti riduce, in altre parole, l’informazione totale, in coerenza con i principi termodinamici.

Noi viviamo, dunque, la nostra vita immersi in reti di diverso genere: le mappe delle chiamate telefoniche, le strisciate delle carte di credito, le immagini in movimento delle telecamere di sicurezza che osservano i nostri movimenti fisici, le cartelle cliniche o i risultati delle analisi che fotografano il nostro stato di salute e così via. Queste tracce digitali diffuse che lasciamo ovunque possono essere ricostruite in un quadro onnicomprensivo, individuale e di gruppo (ad esempio, familiare), che ha il potenziale di controllare non solo le nostre esistenze, ma la stessa vita sociale delle comunità, influenzando le scelte e i comportamenti come in un Grande Fratello di estensione planetaria. Le scienze sociali computazionali, che si occupano di questi affascinanti e conturbanti aspetti, potrebbero diventare, nei prossimi anni, patrimonio esclusivo di agenzie e compagnie, eventualmente governative, oppure proprietà di gruppi accademici che potrebbero produrre ricerche non criticabili o replicabili: in ogni caso, nessuno di questi scenari va verso il pubblico interesse o l’obiettivo del servizio alle comunità. Il patrimonio di conoscenze digitali, connesse scale-free, andrebbe, piuttosto, indirizzato al bene collettivo. Per questa ragione, oltre che per molte altre, appare quanto mai rilevante che molti giovani indirizzino il loro impegno, i propri studi, a settori di ricerca interdisciplinari, allo sviluppo scientifico sostenibile, che accomuna letterati, ingegneri, biologi e studiosi di scienze sociali.




Francesco Carlo Morabito. Professore Ordinario di Elettrotecnica e Circuiti ed algoritmi per il trattamento dei segnali presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università Mediterranea di Reggio Calabria; ha introdotto, per il prossimo anno accademico, il primo corso di Circuiti non lineari e reti complesse.

Prima pubblicazione su "Helios Magazine"


Gli altri articoli della rubrica Teoria :












| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ... | 12 |

19.05.2017