Calvino e la complessità 3: come l’ordine emerge dal caos

Cent'anni fa nasceva Italo Calvino, uno scrittore che ha toccato moltissimi temi di natura scientifica. Non tutti sanno che si è occupato anche di complessità, anticipando temi divenuti oggi di attualità grazie al Nobel a Giorgio Parisi.

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Calvino e la complessità 3: come l’ordine emerge dal caos

Cent'anni fa nasceva Italo Calvino, uno scrittore che ha toccato moltissimi temi di natura scientifica. Non tutti sanno che si è occupato anche di complessità, anticipando temi divenuti oggi di attualità grazie al Nobel a Giorgio Parisi.

C’è una cosa straordinaria da vedere a Roma in questa fine d’autunno ed è il cielo gremito d’uccelli. Il terrazzo del signor Palomar è un buon posto d’osservazione. […] Si tratta d’una folla aerea che sembra sempre stia per diradarsi e disperdersi, come granelli d’una polverina in sospensione in un liquido, e invece continuamente s’addensa come se da un condotto invisibile continuasse il gettito di particelle vorticanti, senza però mai arrivare a saturare la soluzione. Se si sofferma per qualche minuto a osservare la disposizione degli uccelli uno in rapporto all’altro, il signor Palomar si sente preso in una trama la cui continuità si estende uniforme e senza brecce, come se anche lui facesse parte di questo corpo in movimento composto di centinaia e centinaia di corpi staccati ma il cui insieme costituisce un oggetto unitario, come una nuvola o una colonna di fumo o uno zampillo, qualcosa cioè che pur nella fluidità della sostanza raggiunge una sua solidità nella forma. Ma basta che egli si metta a seguire con lo sguardo un singolo pennuto perché la dissociazione degli elementi riprenda il sopravvento…
(Italo Calvino, L’”invasione degli storni”, in Palomar, Einaudi 1983)

 

Nel 2021, dopo aver vinto il premio Nobel per la fisica, Giorgio Parisi pubblica il libro In un volo di storni (Rizzoli), una raccolta di scritti sui sistemi complessi. Il primo di questi, che offre lo spunto per il titolo, riguarda proprio gli studi, pubblicati da Parisi e collaboratori negli anni 2008-2009, sulle forme ed evoluzioni degli stormi di storni che in certi periodi dell’anno si osservano nel cielo di Roma. In particolare, vengono descritte le relazioni fra le interazioni locali dei singoli uccelli con i loro vicini e le proprietà emergenti, o di autorganizzazione, che caratterizzano il comportamento dello stormo nella sua globalità.

Fluidi “super”

Nel 1983, Italo Calvino ci aveva già offerto, attraverso le pagine di Palomar di cui qui riportiamo un estratto, un’efficace descrizione di alcuni aspetti qualitativi dei sistemi complessi, che proprio in quegli anni erano al centro dell’attenzione grazie alle scoperte di scienziati come Ilya Prigogine, René Thom, Herman Haken, Norman Wiener, Ludwig von Bertalanffy, che operavano rispettivamente nei campi – fra loro collegati – delle strutture dissipative e dei processi irreversibili, della teoria delle catastrofi, della sinergetica, della cibernetica e della teoria dei sistemi. L’aspetto comune a questi settori di ricerca, confluiti poi nella più generale teoria della complessità, è che le proprietà di un sistema composto di parti elementari non sono riconducibili alle proprietà dei suoi singoli componenti. Per esempio, la superfluidità non può essere dedotta dalle semplici proprietà degli atomi di elio (che tipicamente diventano superfluidi a temperature bassissime, vicine allo zero assoluto). E infatti la superfluidità fu scoperta per caso, e spiegata solo successivamente, a posteriori. Un discorso simile vale per la superconduttività e per tante altre proprietà della materia, soprattutto a basse temperature.

Dai vetri ai crolli in Borsa

Dunque, la moderna teoria della complessità studia come sistemi composti da molte unità possano esibire comportamenti collettivi, in cui un ordine sembra emergere spontaneamente dal caos. Gli esempi sono innumerevoli. Oltre a quelli già citati, tra i temi che Parisi ha affrontato con i suoi colleghi ci sono le strutture vetrose, i neuroni, le associazioni di idee nel cervello, i nuclei atomici (pensati come aggregati di quark e altre particelle), i mezzi granulari come la sabbia (che possono generare valanghe), le valanghe stesse e i crolli finanziari (che hanno una struttura matematica paragonabile a quella delle valanghe in un mezzo granulare), le ere glaciali che si sono ciclicamente alternate sulla Terra negli ultimi milioni di anni. E gli stormi di uccelli ammirati da Palomar.

Sul punto di cristallazzarsi

Calvino, attraverso Palomar, paragona uno stormo a “qualcosa che pur nella fluidità della sostanza raggiunge una sua solidità nella forma”. Il passaggio fa pensare a una transizione di fase, un mutamento di stato che avviene appunto quando un liquido cristallizza, o quando un materiale si magnetizza. In effetti, è stato osservato che sistemi fisici come gli stormi di uccelli, o anche gli sciami di moscerini, sono altamente correlati. Nel caso degli storni (Sturnus vulgaris), ogni individuo è correlato con i sette compagni più vicini. Questo vuol dire che le deviazioni di un singolo influenzano quelle degli altri: basta quindi che pochi individui si accorgano di qualcosa – un predatore, o un qualsiasi disturbo – affinché l’intero gruppo reagisca come un tutt’uno. Di fatto, gli sciami o gli stormi si comportano come se fossero un fluido sul punto di cristallizzarsi… ma non lo fanno mai, come aveva intuito Calvino, altrimenti perderebbero la fluidità ­e l’eleganza del proprio movimento.

(Ha collaborato Andrea Parlangeli)

Link e approfondimenti

  • Il libro Calvino e la limpidezza della complessità. Tra Palomar e Parisi di Gian Italo Bischi e Giovanni Darconza (Aras Edizioni, 2023).
  • Il libro Palomar di Italo Calvino.
  • Le altre puntate su Calvino e la complessità su Josway.
Gian Italo Bischi
Gian Italo Bischi
Laureato in fisica, è professore ordinario di Matematica generale e Sistemi dinamici e giochi evolutivi presso il Dipartimento di Economia, Società, Politica dell’Università di Urbino. Ha pubblicato articoli e libri sui modelli dinamici e le loro applicazioni alla descrizione di sistemi complessi. Si occupa anche di divulgazione, in particolare sulle connessioni fra la matematica e gli altri campi del sapere.

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