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“More is different”, il think tank di Santa Fe’ e la rivoluzione della complessità nelle scienze.

Scritto da Aldo Di Benedetto il 14.04.2014

La cultura scientifica e il senso comune: la sfida della complessità.
terza puntata

A metà degli anni 80 del secolo scorso un gruppo di scienziati, tra cui diversi premi Nobel, come il fisico Murray Gell-Mann, l’economista Kennet Arrow e ricercatori di avanguardia tra cui Stuard Kauffman e Chris Langton e altri, appartenenti a diverse discipline scientifiche e umanistiche, crearono un centro di ricerche nevralgico, noto come Istituto di Santa Fe, vecchia sede di un convento. Insieme essi intrapresero una singolare avventura seminariale per rispondere a diverse domande sui dilemmi della conoscenza scientifica e ai suoi sviluppi cosmologici, biologici, storici, economici e sociali. Il risultato di questo pensatoio interdisciplinare sancì inequivocabilmente la nascita della scienza della complessità, coniando un nuovo statuto epistemologico, che ha aperto la possibilità di una comprensione unitaria della realtà, attraverso approcci multidisciplinari e transdisciplinari. Uno dei concetti più originali scaturiti dal pensatoio di Santa Fe, è stato quello di Orlo del caos inteso come zona a elevato potenziale creativo. In verità il pensiero comune è abituato all’ordine inteso in senso positivo e al disordine compreso in senso negativo, per cui ordine e disordine insieme non possono coesistere. Tuttavia, seguendo le ricerche di Prigogine, fu definito che tutti i sistemi biologici, economici e sociali si trovano in una situazione di ordine dinamico, che rappresenta uno stato più comune di quanto si possa pensare. L’Orlo del caos si situa al limite tra l’ordine e il disordine, lontano dall’equilibrio e descrive un luogo di creazione e di innovazione, ma può essere anche un luogo di distruzione; il limite raffigura il presupposto per cui si manifestano fenomeni emergenti e per la creazione di novità.

Complessità

Michael Crichton autore di Jurassic Park, nella prefazione del suo successivo libro “Il mondo perduto” così definisce l’orlo del caos “una zona di conflitto e scompiglio, dove il vecchio e il nuovo si scontrano in continuazione”
Philip Anderson premio Nobel per la fisica della materia condensata nel 1977, sulla rivista “Science”, scrisse un articolo dal titolo “More is different” che rappresenta simbolicamente il manifesto della complessità. Esso è un titolo programmatico che ci spiega come particelle molecolari, che singolarmente hanno specifiche proprietà, interagendo con migliaia di altre particelle simili acquisiscono nuove proprietà emergenti, completamente diverse da quelle delle particelle singole. Il caso dell’acqua è quello più rappresentativo.

Caos

Cibernetica, autopoiesi e sistemi viventi
Un approccio singolare allo studio dei sistemi viventi è stato quello di Heinz von Foerster, fisico presso il Biological Computer Laboratory dell’Università dell’Illinois, curatore dei famosi seminari interdisciplinari organizzati presso la Macy Foundation, dal 1942 al 1953, con la partecipazione di altri eminenti scienziati tra cui Norbert Wiener, Johann von Neuman, Gregory Bateson, Margaret Mead, Ross Ashby, Claude Shannon. L’approccio, è fondato sul pensiero costruttivista e reintroduce il ruolo dell’osservatore nella costruzione e organizzazione della realtà, con ricadute nel campo della cibernetica e della psicoterapia.
Tale concezione è stata in seguito perfezionata dai biologi cileni Humberto Maturama e Francisco Varela che hanno coniato la nozione di autopoiesi. Questa definizione sposta l’attenzione su sistemi dotati di proprietà riflessive; ovvero, mentre la cibernetica di primo ordine era fondata sul controllo e sulla comunicazione nelle macchine e negli animali, secondo la cibernetica di secondo ordine i sistemi viventi si auto organizzano scambiando con l’esterno non solo energia ma anche informazione; in condizioni di ripetute perturbazioni esterne il sistema compensa, attraverso meccanismi omeostatici per conservare la propria integrità.

Maturana sostiene che “quando guardi un sistema vivente trovi sempre una rete di processi o di molecole che reagiscono tra di loro in tale modo da produrre la rete che li ha prodotti e che determina il proprio confine: tale rete chiamo autopoietica. Ogni volta che incontri una rete le cui operazioni producano se stessa come risultato, sei di fronte a un sistema auto poietico, che produce se stesso. Il sistema è aperto all’ingresso di materia, nutrienti, energia dall’esterno, ma è chiuso rispetto alla dinamica delle reazioni che lo generano”.
Secondo la scienziato Pier Luigi Luisi “Il DNA per sé non è vivente: prendetelo e mettetelo in una provetta avrete una molecola che si degrada e non fa niente da sola. Solo l’interazione reciproca di tutte queste molecole dà luogo a una tale auto-organizzazione che chiamiamo vita”. “La vita cellulare – aggiunge Luisi – è una proprietà che, nella teoria della complessità, si definisce, ‘emergente’: una proprietà che ‘salta fuori’ qualitativamente nuova, a un certo livello di complessità, dall’interazione di certe parti; qualità che, però, non è presente in nessuna delle parti distinte”
Quello che distingue i componenti della ‘lista del vivente’ è questa capacità di mantenere l’identità grazie a un sistema di trasformazioni coordinate e organizzate, facenti parte del sistema stesso. Questo insieme di trasformazioni e la loro auto-organizzazione sono le chiavi del concetto di autopoiesi”
Il fine ultimo è sempre quello dell’organizzazione del sistema.
Diversamente dai sistemi di regolazione e dei circuiti di retroazione tecnologici, progettati in campo ingegneristico, dove i sistemi cibernetici sono deputati al controllo, nei viventi essi provvedono a mantenere l’equilibrio omeostatico del sistema. Come sostiene il medico igienista Aldo Sacchetti, nella sua opera “Scienza e coscienza” “l’omeostasi è una manifestazione d’intelligenza vitale, storicamente integrata nell’evoluzione biologica, in grado di raccordare coerentemente tutti i parametri morfologici, fisici e chimici della cellula e dell’organismo, alfine di garantire un equilibrio mai statico”, compatibilmente con le condizioni ambientali al contorno, con il sesso e con le varie fasi dello sviluppo dell’individuo.

Evoluzione e declino del Progetto Genoma Umano
Dal dopoguerra in poi, l’approccio sistemico, collegato alla scienza della complessità, ha avuto notevole sviluppo nel campo ingegneristico e tecnologico, la sua influenza in campo biologico è stato irrilevante, giacché dagli anni 60 la ricerca è stata fortemente influenzata dagli enormi sviluppi della genetica molecolare; una ricerca, questa, che utilizzando il metodo deterministico e un approccio meramente meccanicistico condiziona ancora la cultura, il metodo e le applicazioni nella pratica medica. Tuttavia, i risultati del Progetto Genoma, piuttosto deludenti rispetto alle attese, hanno rimesso in discussione il dogma deterministico della genetica e hanno segnato un’inversione di tendenza per adottare un approccio metodologico di tipo sistemico. In effetti, dei 25000 geni che caratterizzano il genoma umano, solo una piccola frazione, pari a circa il 10%, svolgerebbe la funzione di codifica della sintesi proteica, mentre il restante 90% sarebbe ridondante. Per questo, tale DNA è stato implicato nelle manifestazioni di regolazione e catalizzazione dei processi vitali ed è stato ipotizzato anche un suo ruolo espressivo nei processi evolutivi. Allora, da alcuni anni il focus della ricerca, a partire dalla proteomica, si è spostato dall’identificazione delle strutture geniche all’individuazione e ricostruzione delle catene di relazioni, di regolazione e di amplificazione dei processi cellulari.
Purtroppo, ancora oggi, nella ricerca e nella pratica medica siamo di fronte a una disgiunzione dell’uomo sano o malato, alimentata da una visione iperspecialistica e unilaterale, secondo cui l’organo è visto isolato dall’organismo e quest’ultimo svincolato dalla sua unitarietà psicofisica. La nozione di sistema vivente è frammentata in varie discipline che ne occultano e ne ignorano la complessa realtà. Il malato è percepito come paziente e non come persona, senza considerare i legami con il suo stile di vita. Come scrive Edgar Morin “La medicina si interessa di un organo, cura un organismo, raramente una persona, la quale è inserita in un contesto innanzitutto familiare … e ogni perturbazione di questo contesto si ripercuote sul suo essere”. Per di più, con l’invasione statistica, i malati vengono trattati come numeri, per cui le diagnosi e le terapie si fondano su evidenze spogliate della soggettività. A ciò si aggiunga l’inflazione della tecnologia diagnostica che rende sempre meno sostenibili i costi del sistema sanitario.

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