Lordine spontaneo nelle nuove rivoluzioni scientifiche

L'ordine spontaneo nelle nuove rivoluzioni scientifiche

di Guglielmo Piombini

In una intervista rilasciata all'inizio degli anni `90, Friedrich von Hayek, il grande economista vincitore del Premio Nobel nel 1974, esprimendo soddisfazione per la grande rinascita delle idee liberali cui aveva avuto la fortuna di assistere negli ultimi anni della sua vita, affermò che "il liberalismo è l'unica filosofia politica veramente moderna, l'unica compatibile con le scienze esatte. Converge con le più recenti teorie fisiche, chimiche e biologiche, in particolare con la scienza del caos formalizzata da Ilya Prigogine. Sia nell'economia di mercato sia nella Natura, l'ordine nasce dal caos: l'assestamento spontaneo di milioni di decisioni e di dati porta non al disordine, bensì ad un ordine superiore". Chi andasse a leggere qualche saggio recente di divulgazione scientifica troverebbe numerosissime conferme del giudizio espresso dal grande economista austriaco, e rimarrebbe impressionato dall'incredibile penetrazione in tutti i rami delle scienze naturali dell'idea, tipicamente liberale ed hayekiana, della superiorità dell'ordine spontaneo sull'ordine decretato.

Non si tratta, si badi bene, di un ennesimo tentativo di estendere alle società umane alcune teorie desunte più o meno arbitrariamente dalle scienze fisiche. Sappiamo che nella storia sono stati combinati enormi disastri esagerando il ruolo della metafora scientifica nelle vicende umane: si pensi solo al socialismo "scientifico", al darwinismo sociale, al razzismo biologico, o alle recenti teorie ecologiste radicali avanzate da alcuni medici americani, i quali vedono l'umanità come un cancro sviluppatosi all'interno di un ecosistema terrestre altrimenti sano e in equilibrio.

La diffusione dell'idea dell'ordine spontaneo all'interno della comunità scientifica rappresenta invece un fenomeno opposto, al quale si devono i più importanti sviluppi in quasi tutti i settori più avanzati della ricerca scientifica. Per una volta sono state le scienze sociali ad aver dato un importante contributo al progresso nella comprensione dei fenomeni fisici, e non viceversa. La nuova filosofia naturale si fonda infatti sull'idea che tutti i sistemi altamente complessi, come gli organismi, il cervello, la biosfera o l'universo stesso, non rispondono al piano di una mente superiore, ma sono piuttosto il frutto di una lunga evoluzione. Queste nuove teorie giudicano inutile l'ipotesi di una intelligenza superiore responsabile della bellezza e della complessità del mondo, e affermano che in un contesto biologico la materia vivente si è creata e organizzata da sé a partire da semplici principi, senza bisogno di ricorrere a spiegazioni organicistiche e quasi religiose come l'ipotesi Gaia dello scienziato James Lovelock, che vede la Terra come un unico grande essere vivente.

In effetti, quando il Premio Nobel per la chimica Ilya Prigogine (I) espone le sue teorie sul caos sembra proprio di vedere all'opera la famosa mano invisibile di Adam Smith. La scienza classica considerava l'universo come un orologio regolato, ma questa immagine tradizionale, spiega Prigogine, non solo è passata di moda, ma è falsa: "Il mondo scientifico ha assistito alla rivoluzione di questo schema, attraverso la meccanica quantistica, all'inizio degli anni '20. Quando si sa che, a livello di elettroni, la fisica classica non è più valida, si entra nel mondo delle incertezze. La struttura della materia non è più definita da leggi deterministiche, ma da modelli di probabilità. Il nostro mondo fisico non è un orologio, ma un caos imprevedibile! Tutte le teorie deterministiche basate sul necessario concatenamento di cause ed effetti sono progressivamente sostituite da calcoli di probabilità". Gli scienziati si stupiscono di fronte a questo fatto, perché nonostante tutto il caos sfocia in sistemi ordinati. Tutte le discipline della scienza moderna, secondo Prigogine, si basano ormai sull'idea che l'ordine nasca dal caos.

Anche nel suo campo specifico Prigogine ha rilevato che le situazioni di non-equilibrio chimico non finiscono sempre nell'anarchia; talvolta permettono la comparsa spontanea di organizzazioni o di strutture perfettamente ordinate. La chimica tradizionale, invece, identificava l'ordine con i sistemi di equilibrio: il modello di questa concezione era il cristallo. Ma oggi sappiamo che il non-equilibrio può sfociare tanto nell'ordine quanto nel disordine. "Anche l'economia - riconosce Prigogine - funziona secondo questo modello: dalla somma delle disordinate attività individuali si originano l'ordine sociale e il progresso economico. E ciò dimostra quanto sia enorme il divario tra questa analisi caotica della società e il discorso abitualmente tenuto dalla classe politica. A sentir loro, i governi avrebbero saldamente in mano la situazione e, se potessero muovere le leve giuste, otterrebbero i risultati desiderati".

Un meccanismo molto simile, secondo Daniel C. Dennett (II), uno dei più noti studiosi del funzionamento dei processi mentali, si svolge all'interno del nostro cervello. Secondo la concezione tradizionale il cervello funzionerebbe così: un concettualizzatore centrale ordina alle altre parti della mente quello che devono fare - ad esempio, pronunciare una data frase. "Così assegna il lavoro alla squadra di operai, i quali tirano su un bel ponteggio di parole, avvitate tra di loro dalle regolette della grammatica", fino a realizzare la frase prescelta. La metafora del cervello come elaboratore centrale per Dennett è però fuorviante, e andrebbe sostituita con un modello che egli chiama "pandemonio". Come fa infatti il concettualizzatore centrale a immaginare cosa dire per far parlare il sistema linguistico? In realtà questo pianificatore centrale non esiste, perché al suo posto operano contemporaneamente una miriade di attività mentali in competizione tra loro, e il conflitto fra questi progetti antagonisti opera automaticamente una selezione del più adatto: nel nostro esempio, la frase più adatta alla circostanza.

Invece di immaginare un cervello architettato "con tutta la sua burocrazia di capi, capetti e scagnozzi, ognuno dei quali fornito di compiti e responsabilità ben definite (modello che non lascia spazio all'intraprendenza e alla fantasia)", secondo Dennett è più corretto vederlo come una pletora di agenti semindipendenti che agiscono in modo apparentemente diseconomico e solo parzialmente organizzato. E' come se nel nostro cervello convivessero una enorme quantità di diavoletti, ognuno dei quali dice "Fallo fare a me, fallo fare a me!". Ciascuno di questi frammenti di linguaggio propone una sua frase, ma molti di loro soccombono. Nella mente si svolge una battaglia fra processori paralleli, fino che uno di essi ha la meglio, e la sua elaborazione verrà articolata come linguaggio. Eliminando l'Autore centrale e sostituendolo con il suo modello caotico del pandemonio, Dennett teorizza quindi un cervello che lavora secondo processi concorrenziali e non secondo processi di pianificazione. La similitudine con la teoria libertaria dell'ordine spontaneo non potrebbe essere più evidente.

Dall'intelligenza umana all'intelligenza artificiale il passo è breve. Non vi è da meravigliarsi quindi se la teoria dell'ordine spontaneo sia penetrata anche tra i progettisti informatici. Secondo Daniel Hillis (III), inventore di un nuovo tipo di potentissimo calcolatore chiamato connection machine, il metodo pianificatorio è poco efficace pure nella progettazione di computer. "La progettazione tradizionale non funziona un granchè quando è troppo complicata. Una macchina così complessa può essere progettata anche con un approccio di tipo evolutivo, proprio come la natura ha fatto con noi. Ormai possediamo calcolatori sufficientemente veloci per poter simulare un processo di questo genere: nulla vieta, quindi, di fare in modo che programmi intelligenti si evolvano all'interno di un computer. Sono riuscito in questo modo a ottenere programmi piuttosto complessi partendo praticamente dal nulla. Si inizia inserendo nel computer istruzioni casuali: questi programmi cominciano a interagire, a competere, a fare sesso fra di loro e quindi a produrre nuove generazioni di programmi. Se vengono inseriti in un mondo dove per sopravvivere bisogna risolvere un problema, in poche generazioni cominciano a sviluppare abilità per risolverlo e in alcune centinaia di migliaia di generazioni a risolverlo perfettamente. A me sembra che questo sia il giusto modo per realizzare una macchina pensante."

In base a questo metodo, i programmi informatici più complessi non vengono progettati a tavolino, ma emergono dall'interazione di entità semplici. Ad esempio, per realizzare un programma capace di mettere le parole in ordine alfabetico, Hillis non gli definisce la maniera in cui raggiungere l'obiettivo, ma gli ordina: "Salva il dieci percento dei programmi casuali che hanno svolto meglio il compito, uccidi tutti gli altri e fai in modo che i programmi scelti si riproducano con un metodo di ricombinazione analogo a quello sessuale". I programmi "figli" erediteranno così le caratteristiche positive dei propri genitori, e lo stesso procedimento viene ripetuto più volte, per molte generazioni. "Ogni generazione si avvicenda con la successiva in pochi millisecondi - continua Hillis - e così in pochi minuti riesco a simulare al computer una evoluzione di milioni di anni. Alla fine otterrò un programma in grado di mettere le parole in ordine alfabetico con un'efficienza molto maggiore di qualsiasi programma ideato a tavolino da un matematico. E' un algoritmo strano, misterioso: è capace di svolgere un compito, ma non sappiamo come. Possiamo solo dire che ha ereditato questa abilità dalle generazioni precedenti, che sono state selezionate in base al loro maggiore o minore adattamento a quel compito". Sembra di ascoltare Hayek, quando parla della nascita non progettata di istituzioni sociali la cui utilità va oltre la comprensione immediata della ragione.

Anche l'informatico Cristopher Langton (IV), direttore del programma di vita artificiale al Santa Fe Institute, fonda le sue ricerche sulla stesso paradigma evolutivo. "Nella fase pionieristica dell'intelligenza artificiale - spiega Langton - i ricercatori si raffiguravano il cervello come un calcolatore universale, prescindendo del tutto dalla sua particolare architettura biologica formatasi in millenni di evoluzione. Tuttavia le differenze tra cervello e computer non possono essere ignorate: i nostri calcolatori sono dotati di un controllore centrale che lavora secondo regole che vanno "dall'alto in basso". Il cervello, invece, opera secondo schemi distribuiti, paralleli e che procedono "dal basso all'alto". E' necessario allora che i nostri computer simulino questa logica".

Langton dichiara di aver elaborato il suo piano di lavoro sulla base dell'osservazione dei sistemi complessi che esistono in natura, come il sistema immunitario o le cellule viventi, dove non vi è un singolo elemento che contolla tutto il sistema: "Vi sono certamente parti più importanti di altre, come il nucleo della cellula; ciononostante il sistema nel suo complesso si evolve in modo autonomo. Anzi, questi sistemi non potrebbero sopravvivere se tutto dovesse essere controllato da un unico organo centrale. La natura ha imparato a produrre organizzazioni senza aver bisogno di un unico capo; le sue creazioni sono molto più robuste, adattative, flessibili e innovative delle nostre, che dipendono da un controllore centrale. Il formicaio è uno splendido esempio di organizzazione orizzontale e distribuita. Non c'è una formica che comandi le altre o che abbia una visione dell'insieme sulla base della quale scegliere cosa fare. Ogni formica ha in realtà un repertorio molto limitato di comportamenti e ognuna svolge la sua mansione interagendo con le altre formiche e con la situazione dell'ambiente che la circonda. Considerando l'attività del formicaio nel suo complesso, restiamo colpiti dalla coerenza del tutto. Questo non dipende da una singola formica, ma da una sorta di modello dinamico a cui si uniforma la popolazione: il comportamento collettivo del formicaio in qualche modo eccede la somma dei comportamenti delle singole formiche". Insomma, anche nel mondo animale l'ordine esteso, la Grande Società hayekiana, sembra essere all'opera.

Questi concetti non sono estranei neanche al mondo della biologia, della fisica, e della cosmologia. Il biologo Stuart Kauffman (V) è l'autore della teoria dell'ordine spontaneo o gratuito, secondo cui i sistemi complessi in bilico tra l'ordine e il caos sono quelli più capaci di adattamento attraverso la mutazione e la selezione: "tali sistemi, nel corso della loro evoluzione, hanno imparato a mantenersi in equilibrio fra la convergenza e la divergenza, tra l'ordine e il caos". Egli è affascinato dal modo in cui nella vita biologica l'ordine emerga inaspettatamente dalla dinamica del caos. Questo ordine profondo deve necessariamente comparire, perché "se i sistemi dinamici che stanno alla base della vita fossero assolutamente caotici, le cellule e gli organismi non potrebbero funzionare". La sua teoria dell'ordine gratuito, secondo Kauffman, può proficuamente interagire con la scienza economica: "Attualmente sto discutendo con alcuni colleghi economisti l'evoluzione di una rete tecnologica nella quale vengano creati nuovi beni e servizi e in cui la razionalità vincolata si esprima all'interno di una teoria di non-equilibrio della formazione dei prezzi". La vicinanza di questo campo di ricerca della biologia con l'impostazione teorica della scuola austriaca non potrebbe essere più evidente.

Anche secondo il grande fisico Murray Gell-Mann (VI), premio Nobel nel 1969, l'enorme complessità del mondo e dell'universo si basa sulla reiterazione ripetuta e casuale di regole di base molto semplici. Egli ha coniato un neologismo, Plectics, per definire questo tipo di ricerca, che investiga l'intreccio di leggi semplici e sistemi complessi, applicabile non solo alla natura, ma anche al linguaggio e all'economia. Tutti i fenomeni nascono quindi da dati semplici, la cui interazione tende a produrre spontaneamente un'organizzazione sempre più complessa: "Questo accade perché col tempo gli accidenti congelati si accumulano e in ogni istante vi sono diversi meccanismi che producono autorganizzazione. Ciò da luogo ad un ordine locale, anche se il disordine medio dell'universo continua ad aumentare, come prevede il secondo principio della termodinamica. L'autorganizzazione è alla base, ad esempio, dei bracci delle galassie a spirale, così come delle miriadi di configurazioni simmetriche dei fiocchi di neve".

Ma il più radicale di tutti ad applicare le ipotesi evolutive all'universo è stato il fisico Lee Smolin (VII), secondo il quale gli universi continuamente nascono ed evolvono, ciascuno con le sue leggi, determinate da una sorta di selezione darwiniana universale: "L'immagine dell'universo-orologio con regole fisse e immutabili - spiega Smolin - non funziona. L'universo è come la città. Nessuno l'ha costruita, l'abbiamo fatta tutti insieme: appartenerle ed essere uno dei suoi artefici è esattamente la stessa cosa. Una città non presuppone un artefice, un Dio orologiaio che abbia pensato e attuato le regole: essa si fa da sé. E così è il cosmo, costruito dai suoi stessi elementi in un processo di evoluzione". I buchi neri, per Smolin, sono il mezzo attraverso cui si riproducono gli universi, i quali non si evolvono a caso ma secondo una sorta di selezione darwiniana, che premia quelli più ricchi di strutture.

Questa breve rassegna della più notevoli e recenti teorie di spiegazione del mondo fisico sembrano tutte concordare con l'ipotesi iniziale di Hayek: che il concetto di ordine spontaneo sembra accordarsi benissimo con una più ampia visione dell'universo. Concetti come ordine progettato, pianificazione, e controllore centrale sembrano essere caduti in discredito non solo nella politica e nell'economia, ma anche nella ricerca scientifica. L'idea che partendo da alcune semplici leggi di base (che nella teoria liberale sono rappresentate in genere dalle norme generali e astratte di contenuto meramente negativo: ad esempio, i principi del rispetto della vita, libertà, e proprietà della tradizione giusnaturalistica) si possano sviluppare ordini estesi di una grandissima complessità rappresenta ormai un'ipotesi di lavoro sempre più accreditata in tutti i rami della ricerca scientifica. Kevin Kelly, [ex] direttore di Wired, la prestigiosa rivista portavoce delle avanguardie in campo tecnologico e mass-mediologico, nel suo libro Out of Control [disponibile in rete in versione integrale, in inglese -NdR] ha passato in rassegna l'attuale livello di applicazione del nuovo modello dell'ordine spontaneo, ipotizzando che nel futuro le macchine e i sistemi che governano il nostro mondo saranno così complessi da essere praticamente indistinguibili dagli organismi viventi. Se questi paradigmi si riveleranno fecondi come nelle scienze sociali, allora il XXI secolo si presenta straordinariamente interessante, e promette progressi, scoperte, e novità che oggi non siamo neanche in grado di immaginare.

(I) Ilya Prigogine, premio Nobel per la chimica nel 1977, è nato a Mosca ma lavora in Belgio, dove si è trasferito negli anni '30. Ha scritto La nuova alleanza. Uomo e natura in una scienza unificata (Longanesi, 1979), Dall'essere al divenire (Einaudi, 1986), Le strutture dissipative (Sansoni, 1982), Tra il tempo e l'eternità (Bollati Boringhieri, 1989).

(II) Daniel C. Dennett, filosofo, è dirtettore del Center for Cognitive Studies e Distinguished Professor di Arts and Sciences alla Tufts University. Di lui è stato tradotto in italiano: Brainstormes (Adelphi, 1991), Contenuto e coscienza (Il Mulino, 1992), L'atteggiamento intenzionale (Il Mulino, 1993), Coscienza. Che cos'è (Rizzoli, 1993).

(III) W. Daniel Hillis, informatico, ha fondato e dirige la Thinking Machine Inc. Ha all'attivo 34 brevetti statunitensi e ha scritto The Connection Machine (Cambridge, 1985)

(IV) Christopher G. Langton, informatico, è visiting professor al Santa Fe Institute, dove dirige il programma sulla vita artificiale. E' autore del libro Artificial Life (Addison-Wesley, 1992).

(V) Stuart Kauffman, biologo, insegna all'Università della Pennsylvania e al Santa Fe Institute. Ha scritto Origins of Order: Self-Organization and Selection in Evolution (Oxford, 1993) e At Home in the Universe (Oxford, 1995).

(VI) Murray Gell-Mann, Premio Nobel per la fisica nel 1969, è Professore Emerito di fisica teorica presso il California Institute of Technology. E' fondatore del Santa Fe Institute, dove attualmente insegna e è copresidente del comitato scientifico. Ha scritto The Quark and the Jaguar: Adventures in the Simplex and the Complex (Freeman, 1994)

(VII) Lee Smolin è professore di fisica e membro del Center for Gravitational Physics and Geometry alla Pennsylvania State University. E' autore di La Vita nel Cosmo (Einaudi, 1998).