Le formule matematiche hanno un fascino indiscusso anche per i profani. Se si scrive E=mc², tutti percepiscono la semplicità e la profondità di un’equazione in grado di inquadrare una miriade di fenomeni fisici, anche se magari non se ne comprende a pieno il significato. Nonostante questo, dal meteo al comportamento umano, il mondo in cui viviamo è indubbiamente complesso, talvolta imprevedibile. E perfino se guardiamo nel cuore delle particelle subatomiche, come un protone, troviamo una tale quantità di particelle reali e virtuali che – se volessimo calcolarne ogni dettaglio – manderemmo in tilt il più potente dei calcolatori esistenti.

Perché, allora, la nostra comprensione del mondo oscilla in modo così radicale tra semplicità e complessità? Ne abbiamo parlato con Carlo Rovelli, fisico teorico all’Università di Marsiglia e autore di best seller come Sette brevi lezioni di fisica (Adelphi) e L’ordine del tempo (Adelphi).

Spesso si sente dire che la complessità è massima su scala umana, ma diventa più semplice su scala cosmica-cosmologica e su scala microscopica. Che ne pensi?

L’idea che la complessità sia massima su scala umana mi sembra un residuo dell’antica idea che noi esseri umani siamo “speciali”. Un po’ delusi dall’aver capito che di non avere un’anima immortale, ci consoliamo illudendoci che però siamo almeno le cose più complesse dell’universo. Non è vero. Esiste complessità anche estrema a tutte le scale, e ovunque nella natura. C’è un effetto di prospettiva per il quale meglio conosciamo qualcosa più ne vediamo gli aspetti complessi. Una galassia lontana sembra un semplice dischetto nel cielo privo di complessità. Ma ovviamente è… una galassia. Chissà quante incredibili storie vi succedono.

Ma le leggi fondamentali della natura sono semplici. Sei d’accordo?

Le leggi fondamentali sono semplici. Lo abbiamo scoperto con stupore, e continuiamo a scoprirlo. Ma non bisogna confondere la semplicità delle leggi con la complessità di quanto permettono. Le leggi naturali che scopriamo non esauriscono la nostra conoscenza del mondo. Ci dicono solo che certe cose sono possibili e altre no. Ma conoscere le leggi fisiche fondamentali del mondo ci dice molto poco del mondo. Posso conoscere bene l’equazione di Schroedinger ed essere del tutto convinto che il comportamento del mio amico la rispetti esattamente, ma non per questo so che cosa sta per dirmi il mio amico. L’illusione che conoscere le leggi fisiche elementari esaurisca il sapere sul mondo è simile all’idea che conoscere le regole del movimento dei pezzi sulla scacchiera sia lo stesso che essere un gran maestro di scacchi.

È possibile che la semplicità delle leggi fisiche emerga da una struttura sottostante complessa?

Tutto è possibile. Ma non mi pare che sia un’ipotesi che si sia rivelata, o che appaia, molto promettente.

La complessità biologica è guidata dai meccanismi dell’evoluzione. Qualcuno ha provato a descrivere matematicamente come l’evoluzione può emergere dalla complessità?

Si, certo. Molto lavoro teorico in biologia attualmente cerca proprio di trasformare questa intuizione in un strumento per meglio capire il mondo delle cose viventi. L’evoluzione è certamente una delle chiavi che ci permettono di comprendere come funzioni la biosfera, ma tanti aspetti della vita sono ancora compresi solo in maniera approssimativa. Di certo la vita non è un fenomeno improbabile o “strano”, altrimenti non sarebbe sopravvissuta per miliardi di anni in un ambiente variabile e tutt’altro che facile come la superficie terrestre, con i suoi ripetuti sbalzi e cambiamenti. La vita è molto stabile, e quindi deve essere un fenomeno molto generico.

In ultima analisi, è più fondamentale la semplicità o la complessità?

L’aggettivo “fondamentale” può significare tante cose diverse. Non credo che abbia un significato univoco. Quindi la risposta dipende da cosa intendiamo per “fondamentale”. Ci interessa semplificare, perché ci permette di capire meglio certe cose, saperle cogliere meglio. Galileo comprende che, per capire come cadono gli oggetti, un’ottima ottima strategia è cominciare con il semplificare trascurando complicazioni come l’attrito dell’aria. Quando troviamo modi semplici per pensare alle cose, capiamo meglio. Ma negli anni recenti è diventato sempre più chiaro che ridurre i fenomeni al comportamento semplice dei loro costituenti elementari non è la strategia migliore per comprendere che cosa succede, perché tanti fenomeni possono essere descritti in maniera più efficace proprio trascurando l’apparente semplicità del comportamento dei loro costituenti. Il mondo è spesso troppo complesso per la nostra comprensione, e questo è un fatto. È un fatto che riguarda la nostra comprensione del mondo, ovviamente, perché il mondo è semplicemente quello che è. È a noi che i fenomeni appaiono semplici o complessi. In fondo, la grande passione per la complessità che caratterizza una parte della ricerca attuale è il tentativo di trovare un linguaggio adatto a rendere semplici e comprensibili fenomeni che invece appaiono troppo difficili da trattare con le leggi elementari. È comprendere che i fenomeni richiedono linguaggi propri. In fondo lo sappiamo da sempre: se la mia automobile si rompe, non cerco un fisico delle particelle di ripararla: per lui la mia automobile è un fenomeno infinitamente complesso. Ma non è così per il mio meccanico.

Link e approfondimenti

• La miniserie su Josway dedicata a Italo Calvino e la complessità.

• Intervista a Carlo Rovelli sul Paradosso dell’Informazione.