Che cos’è un sistema complesso?

I tratti caratteristici di un sistema complesso:

Alto numero di elementi. Un sistema composto da una decina di elementi può essere complesso. Spesso però i sistemi complessi naturali contano milioni o miliardi di elementi.

Interazioni non lineari fra gli elementi. I singoli elementi sono interconnessi fra di loro in modo non lineare; fra input (cause) e output (effetti) non esiste cioè una proporzionalità lineare. Anche conoscendo gli input del sistema, è spesso impossibile prevedere gli output che ne deriveranno.

Effetti ritardati. Un input può avere sul sistema molteplici effetti, distribuiti nel tempo: una risposta immediata, effetti a medio oppure a lungo termine.

Presenza di feedback negativi e positivi. Le relazioni fra gli elementi formano spesso dei cicli di feedback, in cui il risultato di un processo ritorna a influenzare il processo stesso. I feedback negativi stabilizzano le relazioni, i feedback positivi le destabilizzano.

Ha una struttura a rete I processi formano una rete interconnessa di relazioni (non linearità, ancora). Questa è una delle proprietà fondamentali e di maggiore importanza dei sistemi complessi.

E’ un sistema aperto Il sistema scambia cioè informazioni, materiale o energia con l’ambiente circostante.

È universale Il fenomeno della complessità non è legato a una scala di grandezza. Troviamo sistemi complessi a livello molecolare e planetario.

È dinamico Un sistema complesso è tutto fuorché statico e immobile; reagisce agli stimoli ambientali e può evolvere, spesso adattandosi all’ambiente.

È robusto Sopporta cioè con estrema flessibilità disturbi esterni, senza crollare. Questa proprietà deriva spesso da una marcata ridondanza dei suoi elementi.

È creativo e innovativo Un sistema complesso produce continuamente novità, strutture e funzioni non esistenti in precedenza.

È imprevedibile Il comportamento a lungo termine (dovuto ai fenomeni di feedback positivo) del sistema è teoricamente imprevedibile. Il sistema è infatti estremamente sensibile alle condizioni iniziali.

Sensibilità differenziata Le diverse regioni o parti del sistema mostrano una sensibilità molto variabile agli stimoli interni ed esterni. Vi sono dei «punti critici» in cui uno stimolo ha effetti sproporzionati sul comportamento dell’intero sistema.

Non è controllabile Dove si crea spontaneamente novità e non esiste prevedibilità a lungo termine, svanisce il controllo umano.

Il comportamento è spesso discontinuo A lunghi periodi di stabilità si alternano brevi periodi d’instabilità caotica (biforcazioni catastrofiche), dove il caso diventa dominante per il futuro sviluppo del sistema.

Fenomeni di autorganizzazione Il sistema — durante i momenti d’instabilità dinamica — si autorganizza spontaneamente in livelli gerarchici superiori.

Gerarchia del sistema Il sistema è strutturato in livelli gerarchici, con «inscatolamenti» progressivi. Un sistema complesso vive quindi «differenti vite».

Autonomia parziale degli elementi Le interazioni fra gli elementi del sistema sono in una posizione di compromesso. Gli elementi sono collegati fra loro e si influenzano a vicenda, ma mantengono una certa autonomia di comportamento. 

Presenza di paradossi nel sistema Per esempio coesistenza di movimenti od oscillazioni lente e rapide oppure di forme regolari e irregolari, o ancora di stabilità e instabilità.

(Alberto Gandolfi – Formicai, imperi, cervelli. Introduzione alla scienza della complessità – Bollati Boringhieri)

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