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La criticita` auto-organizzante
Redazione  

 

Molti tentativi concettuali e sperimentali sono stati fatti dagli evoluzionisti per spiegare con processi non guidati (cioè senza l'intervento di un'intelligenza progettuale) l'origine dell'immensa complessità ed organizzazione presente nella natura. Tra essi ricordiamo: il ricorso a formule matematiche (in specie i frattali), la teoria del caos, gli algoritmi evolutivi, le proprietà emergenti, i sistemi dinamici non lineari distanti dall'equilibrio, la "criticità auto-organizzante" (SOC).

 

Ora esamineremo brevemente l'ultimo di questa lista - il paradigma SOC - sebbene non sia il più recente.

 

Wikipedia dice della SOC:

 

"La SOC è una delle importanti scoperte fatte nella fisica statistica e campi collegati nella seconda metà del XX secolo, scoperte che sono particolarmente in relazione allo studio della complessità in natura. Per esempio, lo studio degli automi cellulari, dalle prime scoperte di Stanislaw Ulam e John von Neumann fino al "gioco della vita" di John Conway e ai lavori di Stephen Wolfram, rese chiaro che la complessità poteva essere generata nei sistemi estesi come caratteristica emergente per mezzo di semplici interazioni locali. Più o meno nello stesso periodo, il grande lavoro di Benoît Mandelbrot sui frattali mostrò che molta complessità in natura poteva essere descritta da certe leggi matematiche generali, mentre lo studio delle transizioni di fase svolto negli anni '60 e '70 mostrò come fenomeni di invarianza di scala come i frattali e le leggi di potenza emergevano nel punto critico tra le fasi".

 

Nell'articolo precedente "Formule e forme" abbiamo già illustrato i motivi per cui la vera organizzazione non possa crearsi "da certe leggi matematiche generali", come dice Wikipedia.

 

Invece nell'articolo "Potenzialità ed emergenza" abbiamo spiegato come la complessità funzionale non possa "emergere" dal niente nei sistemi "per mezzo di semplici interazioni locali", come crede ancora Wikipedia.

 

Nel suo libro "How nature works − The science of self-organized criticality" (Springer-Verlag 1996) il fisico Per Bak, forse il maggior sostenitore della SOC, inizia spiegando come molti fenomeni naturali e artificiali possono essere matematicamente descritti da una legge di potenza. Una legge di potenza è quando una quantità N è potenza di un altra quantità s: N(s) = s^(-t). Un esempio di legge di potenza è la distribuzione dei terremoti come funzione del loro potere distruttivo. Un altro esempio, completamente diverso, è dato dalla frequenza in cui compare una data parola nei testi scritti. La trattazione delle leggi di potenza è interessante e valida nel libro di Bak. I problemi sono altri e cominciano quando l'autore cerca di difendere il Darwinismo. Per sottolineare il fatto che la SOC è differente dalla teoria del caos Bak dice:

 

"La teoria del caos mostra come sistemi semplici possano avere comportamenti non prevedibili. [...] I sistemi caotici non hanno memoria del passato e non possono evolvere. [...] Lo stato complesso è al confine tra un comportamento periodico prevedibile e il caos non prevedibile. La teoria del caos non può spiegare la complessità" (pag. 30-31).

 

Dopo aver scartato (e noi siamo perfettamente d'accordo con lui) la teoria del caos come valida spiegazione dell'organizzazione visibile nel cosmo, Bak inizia a parlare del suo nuovo paradigma, che secondo lui (e qui non siamo più d'accordo) dovrebbe funzionare meglio della teoria del caos, e fornisce un semplice modello o metafora di esso: la montagna di sabbia (come si forma in piccolo per esempio in una clessidra):

 

"L'esempio canonico di SOC è una montagna di sabbia. Essa esibisce un comportamento ad "equilibri punteggiati", dove periodi di stasi sono interrotti da sporadiche valanghe. I franamenti di sabbia, o valanghe, sono causate da un effetto domino, nel quale un singolo granello di sabbia può interagire con altri granelli in una reazione a catena. Grandi valanghe, non cambiamenti graduali, fanno passare da un comportamento quantitativo ad uno qualitativo [?], e formano la base di fenomeni emergenti. Se questo scenario del mondo reale è giusto, dobbiamo accettare l'instabilità e le catastrofi come inevitabili in biologia, nella storia e nell'economia. [...] La criticità auto-organizzata può essere vista come la giustificazione teorica del catastrofismo" (pag. 32).

 

Perché periodi di stasi siano quantitativi mentre le catastrofi siano qualitative è una cosa che non si capisce. Forse l'autore sospetta che i "fenomeni emergenti" hanno bisogno di una sorgente di qualità dopo tutto. Egli riconosce in qualche modo che sorgenti puramente quantitative da sole non sono in grado di generare la complessità organizzata. Siamo d'accordo con lui perché il sospetto è più che ragionevole (ed è coerente con quanto siamo sempre andati dicendo, che la qualità non si può ottenere semplicemente aumentando la quantità) ma, diversamente da lui, noi andremmo a cercare sorgenti di qualità nella direzione di un progettista intelligente piuttosto che nella direzione dei processi puramente naturali (specialmente quando sono distruttivi...).

 

Nel seguente passo il riferimento alla teoria evolutiva degli "equilibri punteggiati", come ideata da Stephen Jay Gould per cercare di spiegare ciò che il Darwinismo classico dei piccoli passi non può spiegare - il repentino apparire delle specie - , è diretto:

 

"Le montagne di sabbia hanno un equilibrio loro proprio. Per lunghi periodi di tempo c'è poca o nessuna attività. Questa quiescenza è interrotta da bruschi transitori, le frane, che precipitano giù dalle pendici, cambiando ogni cosa lungo il loro percorso. La similarità tra le valanghe nelle montagne di sabbia e le discontinuità nell'evoluzione era stupefacente. Le discontinuità evolutive e le valanghe sono i segni della criticità` auto-organizzante" (pag. 117).

 

Bak dice che la montagna di sabbia è un simbolo-giocattolo del suo nuovo approccio SOC all'evoluzione della complessità e dedica molta parte del suo libro ad esso. Un simbolo o metafora o modello deve sempre contenere qualcosa pertinente l'essenza della realtà che esso simbolizza, metaforizza e modella. Altrimenti, se esso contenesse esattamente zero della realtà modellata allora la sua utilità sarebbe zero e uno si potrebbe ragionevolmente chiedere perché un autore ha ricorso ad esso per spiegare il suo pensiero. Quindi se Bak ha scelto la montagna di sabbia e non un'altra cosa (tra le infinite cose disponibili) è perché la montagna di sabbia è una buona rappresentazione o "esempio canonico" dei processi che Bak crede capaci di creare organizzazione in natura. Dopo tutto è Bak stesso ad ammettere che "La similarità tra le valanghe nelle montagne di sabbia e le discontinuità nell'evoluzione è stupefacente. [...] Le valanghe sono i segni della criticità` auto-organizzante". Quindi dato che la montagna di sabbia è un significativo ed appropriato modello noi possiamo analizzarlo e se scopriamo che non è affatto un generatore di organizzazione allora possiamo dedurre che l'intero paradigma SOC è fallimentare. Il grave è che scopriremo che è molto più simile all'opposto, cioè un generatore di distruzione, per cui a maggior ragione la SOC non funziona.

 

Geometricamente parlando, come approssimazione grossolana, la montagna di sabbia è un cono. Nelle montagne di sabbia reali le valanghe distruggono in qualche modo la perfezione geometrica del cono. Di fronte a questa distruzione della perfezione certo non si può dire propriamente che le valanghe rappresentino organizzazione e ordine, piuttosto i loro opposti. La distruzione di un edificio è decisamente un'altra cosa che la sua costruzione. Per esempio, dal punto di vista del tempo, la costruzione di un sistema (naturale o artificiale) richiede sempre molto più tempo della sua distruzione. E' una considerazione banale, ma comunque questa differenza di tempo vorrà pur dire qualcosa, qualcosa che ha a che fare con la differenza qualitativa tra costruzione e distruzione. Perché una montagna di sabbia crolla dando luogo ad una frana? La frana accade quando l'aggiunta di sabbia sulla cima costituisce un peso eccessivo che le strutture sottostanti non possono sopportare e conseguentemente crollano. Questo tra l'altro è esattamente ciò che il progetto di un edificio cerca sempre di evitare in tutti i modi.

 

Si noti che il modello evolutivo della montagna di sabbia è in qualche modo inverso rispetto al disegno intelligente (ID) del castello di sabbia. Ovviamente un sostenitore dell'ID sceglierebbe il secondo e mai il primo per rappresentare il paradigma ID. Il castello di sabbia è un simbolo-giocattolo (per usare gli stessi termini di Bak) di un vero edificio e, secondo quanto detto sopra circa i simboli, contiene un po' dell'essenza di un edificio vero. Un vero edificio e un castello di sabbia condividono una cosa essenziale: entrambi sono progetti intelligenti. Sarà allora interessante confrontare questi due opposti simboli-giocattolo da un punto di vista generale, perché questo confronto può aiutare a chiarire alcuni aspetti dei due opposti e incompatibili punti di vista del progetto intelligente e dell'evoluzione cieca.

 

Un castello di sabbia comporta informazione complessa specificata (CSI) e come tale è costruito da un agente intelligente. Mentre un castello di sabbia (come ogni vero progetto) richiede un'ideazione andante concettualmente dall'alto al basso, cresce fisicamente dal basso verso l'alto, e in dimensione dal piccolo al grande, come fa ogni edificio. Bisogna distinguere tra progetto e fabbricazione. Il progetto è sempre "top-down". Non esiste una cosa come un progetto "bottom-up" per la definizione stessa di progetto (a più grande ragione nel caso dei sistemi complessi, come quelli biologici). La fabbricazione è un altra cosa: essa è sempre dal basso verso l'alto, dal piccolo al grande. La biologia non fa eccezione: lo sviluppo degli embrioni degli organismi va crescendo in dimensione con la proliferazione e la specializzazione delle cellule.

 

Questa inversione tra progetto e fabbricazione è semplicemente un caso particolare di una legge più generale: quando il principio extra-cosmico crea la manifestazione cosmica esso opera in modo dall'alto al basso mentre le sue creazioni si sviluppano dal basso verso l'alto, dal piccolo al grande. E' una conseguenza dell'analogia inversa che esiste tra la fisica e la metafisica. L'inversione tra disegno e fabbricazione è un caso speciale di tale analogia inversa perché un progetto è essenzialmente non fisico ed astratto mentre la fabbricazione è fisica e materiale.

 

Nel paradigma evolutivo della montagna di sabbia, la generazione della montagna non richiede un progettista perché è sufficiente un apporto costante di sabbia in cima alla montagna. Quindi abbiamo una situazione perfettamente invertita rispetto al castello di sabbia. La montagna di sabbia è una mera "accumulazione" dall'alto al basso e un "non-disegno" dal basso verso l'alto (nel senso che una sorgente di sabbia inintelligente non fornisce CSI, cioè disegno: essa è semplicemente alimentata dalle leggi fisiche, che stanno al fondo della gerarchia delle cause). Quindi, anche da questo punto di vista, il paradigma evolutivo della montagna di sabbia è esattamente l'inverso del paradigma ID del castello di sabbia. Anche gli effetti saranno diversi e in qualche modo inversi. Una montagna di sabbia crea valanghe mentre un castello di sabbia non lo fa (se ciò accade è considerato dal costruttore un incidente o difetto, nient'affatto una miglioria o una creazione di organizzazione). Siccome i due modelli sono inversi, mentre nel castello di sabbia c'è creazione di organizzazione, nella montagna di sabbia c'è distruzione di organizzazione, come temevamo.

 

Non ci sarebbe niente di male di per se negli studi fisici di Bak sulle montagne di sabbia, ma sfortunatamente egli afferma che la SOC può creare la vera complessità e, per ultimo ma non ultimo, arriva a dichiarare in modo convinto che i suoi modelli matematici SOC sono tentativi fruttuosi di giustificazione dell'evoluzione di Darwin e della teoria degli "equilibri punteggiati" di Gould:

 

"Il nostro approccio è esplorare, per mezzo della modellazione matematica, le conseguenze della teoria di Darwin. Se la teoria della SOC è applicabile, allora la dinamica delle valanghe rappresenta il collegamento tra la visione di Darwin dell'evoluzione continua e i punti di discontinuità rappresentanti cambiamenti quantitativi e qualitativi. Le montagne di sabbia sono pilotate da piccoli eventi nondimeno mostrano grandi eventi catastrofici." (pag. 131)

 

"Il nostro modello è nello spirito della teoria di Darwin, ma mostra anche gli equilibri punteggiati [di Gould]. [...] Il nostro semplice modello è solo uno schema su cui costruire una teoria della macroevoluzione. [...] E` un modello giocattolo che dimostra come, in principio, la complessità possa sorgere in una biologia interagente" (pag. 141-142).

 

Di nuovo abbiamo una chiara conferma da parte di questo fisico che la dinamica delle valanghe è un modello di cambiamenti biologici qualitativi e che la montagna di sabbia ha un mucchio a che fare con la macroevoluzione biologica, addirittura essa dimostrerebbe come essa è avvenuta.

 

Esaminiamo la terminologia della SOC. Parlare di "auto-organizzazione" è improprio perché non c'è nessuna organizzazione (piuttosto distruzione!) e a maggior ragione non c'è auto-organizzazione (un concetto contradditorio di per se). Usare il termine "criticità" significa dire che il sistema è eminentemente instabile e la sua evoluzione è sotto il dominio dell'entropia. Gli stati critici non sono stati di creazione di informazione attiva o funzionale, piuttosto stati di perdita repentina di informazione e funzionalità. Quindi, già nel nome, abbiamo un assurdità`(auto-organizzazione) aggiunta ad una cosa (la criticità) che comporta l'inverso di ciò che l'autore vorrebbe dimostrare, l'organizzazione spontanea.

 

Bak fornisce anche dati ottenuti da esperimenti di laboratorio e simulazioni al computer sulle montagne di sabbia:

 

"I nostri dati cadono approssimativamente su una linea retta [in un grafico logaritmico], ciò che indica che il numero delle frane di dimensione s è dato dalla semplice legge di potenza N(s) = s^(-t) dove l'esponente t, definito come l'inclinazione della curva, è circa uguale a 1,1" (pag. 47).

 

Il fatto che una legge di potenza descriva il comportamento di una montagna di sabbia, lungi dal provare che la vera complessità possa sorgere da processi di SOC, in un certo senso prova proprio l'inverso, che essi obbediscono solo a leggi statistiche. Differentemente, l'informazione complessa specificata (CSI) è libera dal caso e non può essere generata da leggi. I castelli di sabbia e a fortiori le cattedrali e i computer non sono generati da leggi ne naturali ne statistiche.

 

Nel suo capitolo 6 "Il 'gioco della vita': complessità e criticità" Bak analizza le similarità tra il suo paradigma della montagna di sabbia e il famoso programma sugli automi cellulari inventato da John Horton Morris. Gli automi cellulari sono determinati dalle regole di interazione tra le celle sulla griglia. Alcuni insiemi di regole specifici generano configurazioni geometriche più ricche di altre e danno l'illusione di generare pseudo-organismi. Questa taratura fine delle regole è una cosa che comunque ha più a che fare con il disegno intelligente che il puro caso. Gli oggetti che si creano nel 'gioco della vita' sono anni-luce distanti dalle più semplici forme di vita. L'applicazione di un gergo SOC al 'gioco della vita' fatto da Bak ovviamente non cambia niente al fondamentale fallimento del paradigma SOC nel cercare di spiegare come sorge l'organizzazione dal nulla o quasi.

 

Se uno avesse dei dubbi sulla equazione SOC "catastrofi = evoluzione biologica" ecco una citazione da Wikipedia che più chiara di così è impossibile:

 

"La SOC è divenuta un forte candidato per spiegare molti fenomeni naturali: terremoti [...]; macchie solari; fluttuazioni nei sistemi economici come i mercati finanziari; formazione di paesaggi; incendi forestali; smottamenti, epidemie; ed evoluzione biologica."

 

E` davvero tremendamente significativo e veramente indicativo della totale illogicità e inconsistenza di questi tentativi evoluzionistici che ciò che costituisce il più alto esempio di organizzazione avanzata (organismi) sia considerato creato dagli stessi processi "auto-organizzati e critici" producenti ... terremoti, incendi, epidemie, etc. cioè proprio tutto ciò che è più distruttivo di ogni vita e organizzazione!

 

Con questo ennesimo incredibile paradosso evoluzionistico siamo arrivati alla conclusione che anche la SOC è un misero tentativo per spiegare la complessità nei sistemi che solo il disegno intelligente può creare.