Manifesto

Ma cosa sono i sistemi complessi? In parole povere si tratta di tutti quei sistemi che sono costituiti da un gran numero di componenti che interagiscono tra loro con leggi elementari, ma che mostrano comportamenti e proprietà collettive estremamente più complicati.

Un esempio tipico è costituito dalla nostra atmosfera e dalle sue manifestazioni meteorologiche: essa è costituita in massima parte da molecole di gas e vapore acqueo che interagiscono attraverso semplici urti, ma che su grande scala (quella appunto dei fenomeni atmosferici) mostra un comportamento estremamente complesso e difficilmente prevedibile.

Un altro esempio è quello di una rete per la produzione, la distribuzione e l'utilizzazione di energia elettrica, costituita da un grande numero di nodi e di connessioni che collegano fra loro elementi che hanno leggi di funzionamento relativamente semplici e note: i comportamenti globali del sistema complessivo, per esempio la diffusione di un guasto, possono dipendere in modo anche critico dalla topologia della rete e dalla dinamica dei suoi componenti.

Altro esempio sono i materiali amorfi (vetri, ceramiche) e i mezzi granulari (sabbia, riso, mais): anche qui a leggi di interazione elementare tra i singoli costituenti corrispondono comportamenti globali in cui tali sistemi esibiscono proprietà peculiari, che li rendono al tempo stesso simili a solidi e a fluidi, anche se non si tratta esattamente né di veri solidi né di veri fluidi.

Continuando con gli esempi si possono citare il ciclo cellulare e i suoi meccanismi di regolazione genica: anche quando siamo in grado di ricostruire con buona approssimazione la mappa delle interazioni tra geni che ne regolano l'espressione restiamo, comunque, ben lontani dall'aver compreso ciò che rende "il tutto" tendenzialmente stabile rispetto a perturbazioni esterne, alcune delle quali però sono in grado di produrre variazioni violente fino alla perdita di coerenza dell'intero impianto.

Concludiamo con l'esempio principe di sistema complesso, cioè il cervello. Si tratta di un numero enorme di costituenti elementari, i neuroni, che scambiano tra loro semplici impulsi elettrici attraverso una rete di connessioni sinaptiche che non mostra apparenti regolarità nel numero delle connessioni tra coppie di neuroni. Eppure questo sistema globalmente è capace di percepire sensazioni, elaborarle, e, quello che è ancor più straordinario, concettualizzarle.