Due settimane complesse

Rieccomi a scrivere dopo quella che ai miei lettori più fedeli apparirà come un’eternità. Passare da una media di un articolo ogni due giorni a praticamente nessuno in più di due settimane è una riduzione notevole, statisticamente significativa per qualsiasi tipo di test vogliate applicare. Il motivo è presto detto: è tutta colpa della famigerata summer school in Sistemi Complessi organizzata dal NECSI, un istituto ospitato niente meno che dal MIT.

E’ stata un’esperienza fantastica quanto impegnativa: le mie giornate iniziavano alle 9 e terminavano, in media, alle 10-11 di sera. Sì, perché oltre alle lezioni c’erano i progetti di gruppo che andavano necessariamente svolti nell’unico momento libero (la sera) per esporli poi al resto della classe il venerdì mattina. A proposito, ringrazio tutti quelli che mi hanno suggerito delle idee per questo progetto, ma alla fine abbiamo scelto altro: più precisamente abbiamo cercato di simulare la diffusione di un virus all’interno di diverse tipologie di network.

La prima settimana è stata di stampo prettamente introduttivo, con il fondatore del NECSI Yaneer Bar-Yam e il figlio Yavni si è parlato di complessità, e si è cercato di definire la terminologia del settore. In parole povere, la complessità si può quantificare come la quantità di informazione necessaria per definire un sistema, a un certo livello di scala. Il concetto di scala è importante perché lo stesso sistema può apparire molto complesso se lo osserviamo “da lontano”, e molto semplice se lo osserviamo da vicino (o viceversa). Ogni sistema, infatti, ha il suo profilo di complessità. Se non l’avete ancora visto, guardate ad esempio questo video e intuirete che cosa significa descrivere un sistema a scale diverse.

Ci hanno quindi insegnato alcune delle tecniche computazionali che possono essere utilizzate per modellizzare e simulare sistemi più o meno complessi, come gli automi cellulari, gli agent-based models, le catene di Markov. Poi ci hanno mostrato le moltissime applicazioni della teoria della complessità: dalla storia della civiltà umana al modo migliore per gestire il sistema sanitario americano. Particolarmente interessante è stato l’esempio dell’evoluzione della civiltà umana, che trovate a questo link, dove si spiega come mai si è passati da una forma di governo dittatoriale a una forma democratica in molti Paesi del mondo. E’ tutta una questione di complessità: viviamo in un mondo dove la complessità è in continuo aumento, e si è raggiunto un punto tale per cui la complessità della società è superiore alla complessità dell’individuo. Ne consegue che una persona sola al comando non è in grado di gestirla e governarla: si è quindi passati da una struttura gerarchica al network, che altro non è se non la democrazia. L’avvento di internet ha confermato questa tendenza.

Sono stati appunto i network i protagonisti della seconda settimana, trattati in tutte le salse da un eccentrico Dan Braha. I network non sono tutti uguali, ognuno ha la sua morfologia e le sue proprietà: il più famoso è lo scale-free, dove abbiamo molti nodi poco connessi e pochi nodi (“hub”) con un elevato numero di connessioni. Per la cronaca, il termine scale-free è stato coniato dallo scienziato ungherese Barabasi, che tra l’altro ha appena rilasciato un’intervista a La Stampa. E’ stata anche la settimana di Python, un linguaggio di programmazione estremamente versatile, facile da imparare e molto potente quando si tratta di simulare sistemi complessi. A tenere le lezioni di programmazione c’era un altro pezzo grosso, il giapponese Hiroki Sayama.

Sono molto soddisfatto di questa esperienza americana, sia per quello che ho imparato sia per le persone – e i personaggi – che ho conosciuto. L’unico rammarico è di aver visto poca biologia: certo, si è parlato di evoluzione e di ecologia, ma la genetica è stata messa un po’ in disparte. Forse mancano troppi dati a questo livello di scala (microscopico!) per poter realizzare dei modelli seri, o forse più semplicemente occorrono delle competenze specifiche che un’audience così variegata non poteva possedere. Ad ogni modo gli strumenti li ho imparati, d’ora in poi potrò guardare alla genomica con degli occhiali nuovi, quelli della complessità.

PS: Se l’argomento vi interessa, sul sito del NECSI ci sono molte risorse utili. Potete anche scaricare gratuitamente un manuale di 800 pagine!