La natura, l’economia, la società, la comunicazione funzionano allo stesso modo

Maggio 21, 2006 on 12:44 pm | In Tecnologia | 13 Comments

di Olga Panzini

Di questo parla il libro di Buchanan, Nexus.
Tentare di scomporre l’evoluzione delle cose, la vita degli uomini, l’andamento dei fenomeni naturali nei millenni, i risultati della realtà economica fa già entrare nella teoria della complessità.

E’ possibile prevedere gli eventi, scoprire gli effetti di certe condizioni naturali, ecosistemiche, di certi rapporti di potere insiti nelle vicende umane? Lo storicismo affermava di si, la posizione sostenuta era che gli accadimenti storici seguissero un loro corso, certi percorsi storici insomma fanno esperienza.

Presupporre il contrario ci è però lecito, visto che viviamo in un mondo di oltre sei miliardi di individui, una natura che segue proprie leggi e l’intervento dell’uomo produce effetti durevoli, irreparabili e, seppur modificabili, comunque significativi, per l’influenza che esercita sull’intero ecosistema. Se ci fosse uno schema regolatorio sotto qualsiasi andamento fenomenologico possibile? Se i fenomeni assumono una forma propria, ma nella sostanza tutti condividessero un andamento parallelo che li facesse somigliare tutti?

Sembra proprio che vada così: il sistema ecologico, il cervello umano, la vita cellulare, i sistemi economici, le reti tecnologiche e sociali mostrano ad uno studio attento, ma non difficilmente discernibile, uno stesso modo di agire e risolversi. Tutti questi sistemi che Nexus discute nascondono dentro di sé una forma di rete. La configurazione di rete viene spiegata dalla teoria dei grafi. Assegnare una forma a questi sistemi vuol dire ridurre la complessità in qualche modo.

Risolvere la complessità è stato compito degli scienziati per decenni, e la teoria delle reti è la nuova scienza entrante che interessa antropologi, economisti, informatici, matematici. Perché?

Sostiene Mark Buchanan, autore di Nexus, che è necessario portare a conoscenza questi nuovi studi, sapere cosa elaborano, consentire a più persone possibili di condividere certe riflessioni, per facilitare lo sviluppo “ecologico” della realtà dei sistemi complessi, risolvere le condizioni di emergenza e non partecipare a renderle più complesse ignorandole.

I matematici Duncan Watts e Steve Strogatz nel 1998 hanno realizzato, a tavolino, un grafo composto di punti (nodi) che rappresentano degli individui e linee,a rappresentare dei possibili collegamenti.
Lo studio era condotto sulla scorta di un esperimento dello psicologo Milgram.
L’esperimento voleva dimostrare come nel compito di inviare una lettera ad un destinatario posto a Boston senza sfruttare un canale di invio tradizionale, la lettera, assegnata ad individui a caso potesse arrivare a destinazione comunque; l’esperimento riuscì.
I matematici erano allora tentati di studiare come fosse possibile che due persone, distanti spazialmente potessero entrare in contatto attraversando solo sei passaggi.
Come risultò anche dall’esperimento di Milgram, quindi, non fu tanto l’intenzione del mittente che portò risultati allo scopo dell’esperimento dell’invio della lettera, bensì la casualità delle conoscenze ed intermediazioni che favorirono il viaggio della lettera fino a destinazione.
Si può assumere lo stesso principio affermando che non è studiando proprietà e struttura degli elementi a determinarne la sostanza, bensì le interazioni che queste assumono che le portano ad ottenere una specifica forma, così come analizzare una molecola d’acqua non presume il fatto che a –1°C l’acqua assume forma solida e a 1°C invece liquida.

Nel febbraio del 2001, un consorzio internazionale di biologi ha finalmente mappato il genoma umano, scoprendo che il numero dei geni umani che ci caratterizzano sono solo 30.000 e non 100.000 come si prevedeva di arrivare a scoprire.
Forse non è allora il numero di geni a determinare la complessità di cui siamo fatti. Per comprendere la complessità della vita umana bisogna studiare l’architettura di rete che si è formata in noi, impresa vasta e difficile, comprendendo la vasta rete di cui facciamo parte, la catena alimentare in cui viviamo all’interno del grande ecosistema che è ben retificata e interagente.
Facciamo parte di un piccolo mondo; assumere questa verità ci faciliterebbe la vita e ci aiuterebbe a comprenderne e a rispettarne la naturale composizione in evoluzione. L’ autore affronta appunto la teoria “piccolo mondo” tentando di dimostrare questa e tante altre cose.

La teoria delle reti rientra nella teoria della complessità, anche se alcuni scienziati non accettano quest’ultima. Nexus, al contrario, vuole dimostrare che l’insieme interagente, di atomi, molecole, nazioni, pedoni, agenti di cambio, rappresenta una “sostanza”.
In questa sostanza è possibile scovarvi una legge universale? Gli sconvolgimenti storici, certi accadimenti di violenza collettiva scatenata da un malinteso seguono una legge universale? La capacità raziocinante dell’uomo assume senza dubbio una rilevanza notevole.

Le reti più importanti del mondo si trovano sempre sull’orlo dell’instabilità e della crisi. L’andamento economico delle nazioni dopo periodi di lunga stabilità si trova all’improvviso sconvolto da avvenimenti o inspiegabili, o da un solo evento che con forza può cambiare radicalmente le radici che certe organizzazioni si erano poste, vedi l’attacco dell’undici settembre,2001.

Dopo quella data il mondo occidentale sembra dover combattere contro una rete terroristica decentrata e potente, simile alla grande rete (non umana, virtuale) Internet. L’organicità di questa rete la rende inattaccabile. Ma come possiamo salvaguardare le reti cui facciamo affidamento quotidianamente? Come possiamo fermare epidemie devastanti del nostro tempo come l’Aids? La sua diffusione dimostra che è effetto dei nostri comportamenti, delle nostre scelte, del nostro agire in mezzo agli altri. Proviene da usanze culturali e si diffonde tra conoscenti.

Come l’industria può sfruttare la struttura delle reti sociali per ottenere informazioni preziose? Luce, telefono, Internet, salute, lavoro, evoluzione, denaro, tutto ciò va a costituire il nodo della questione sicurezza di rete. Reti sicure Internet, reti sicure di socialità, reti sicure di trasporto dell’energia. Tutti i collegamenti che si possono tracciare per costruire un grafo vengono a rappresentare costruzioni designate o possono seguire direzioni casuali.

La rete piccolo mondo è stata studiata dal matematico Erdos. I matematici parlano del loro numero di Erdos: se avete firmato un articolo del personaggio avreste numero di Erdos 1, se aveste scritto un articolo con lui avreste numero di Erdos 2, e così via. Nessun matematico ha numero Erdos superiore a diciassette. E’ rete piccolo mondo tutta la composizione di personaggi cinematografici, che incontrandosi sul set stabiliscono un legame di notorietà determinato dall’attore più famoso con cui hanno avuto occasione di interpretare il film, facendo una ricerca su Internet con un motore di ricerca appropriato per una ricerca su attori cinematografici, scopriremmo che tanti attori sono collegati al più noto. Se su un foglio tracciamo sei miliardi di punti e colleghiamo due coppie scelte a caso affinché ciascuno abbia un gruppo di amici, la regola rileva una legge, nota come legge dei sei gradi di separazione.
Poniamo di voler rappresentare il gruppo dei nostri amici collegandoli tra loro formando una rete e tracciare per un nostro caro amico una seconda rete di rapporti che con noi rimangono collegati solo indirettamente. Se ognuna delle due reti comprende cinquanta amici, due soggetti separati sarebbero legati da soli due passaggi Non solo allora la legge dei sei gradi di separazione può unire qualsiasi individuo sulla faccia della terra, ma bastano soli due passaggi per collegare due sconosciuti non troppo lontani. Questa è la rete piccolo mondo di Erdos. Perché il numero dei passaggi diminuisca devono formarsi all’interno della rete dei collegamenti casuali. Il grafo spiegato non rappresenta con correttezza la realtà dei rapporti che le persone possono intrecciare tra di loro. Nella realtà il numero delle persone raggiungibili con un collegamento sequenziale non crescerebbe in modo così rapido come nel grafo casuale.

Gli eventi inaspettati della vita disegnerebbero linee casuali, come accade nei rapporti che possiamo intrecciare lungo la nostra vita; tenere conto di questi rapporti non è casuale, eppure una certa casualità facilita la realizzazione dei nostri piani se abbiamo bisogno di contatti distanti. Un esperimento ha mostrato che informare un amico che stiamo cercando lavoro è meno efficace che informarne soggetti con cui abbiamo contatti casuali e poco stabili, utilizzare il nostro stretto gruppo di conoscenze produce ridondanza senza ottenere effetti positivi.

Le linee non casuali sono quelle a cui si fa più affidamento, sono il nostro sostegno, tutti condividono un’appartenenza infine gli abitanti del pianeta non sono connessi a caso. Ma molte condizioni ci distinguono.

La vera scoperta è che la rete sociale potrebbe essere né casuale né ordinata come gli studi dei matematici hanno voluto dimostrare, ma potrebbe essere rappresentata da una terza, che sta nel mezzo, né troppo ordinata né totalmente casuale. Ma i matematici sono arrivati ad ignorare questa possibilità. Soltanto Mark Granovetter negli anni Settanta ha analizzato i principali legami sociali tra le comunità umane. Ciò che si era tralasciato era la considerazione dell’intensità delle relazioni. Se intratteniamo un legame forte con una persona è molto probabile che questa intrattenga un legame della stessa intensità con un terzo individuo, che con noi instaura solo un legame debole.

Un sistema di rete del genere forma in qualsiasi caso uno schema triangolare. Ma si può dimostrare che rompendo un legame forte, togliendo un lato del triangolo possiamo comunque passare da un’estremità all’altra con soli due passaggi. Il paradosso sta nel considerare i legami forti quelli che tengono in piedi la rete, mentre in realtà la rete è tenuta da quelli deboli. Granovetter li definisce i “ponti sociali”.

Disegniamo tre, quattro triangoli che collegano da punto a punto persone distanti, a coniugarle sono quei legami deboli non diretti, sono quei ponti costituiti da legami deboli. Mentre i legami forti ci connettono con persone con le quali saremmo connessi comunque.

Negli anni Ottanta in America Networking diventò un termine alla moda. Se si volevano intrecciare relazioni funzionali alla risoluzione di un bisogno cruciale era necessario sfruttare le “lunghe dita” di relazioni sociali possibili. Granovetter eseguì un esperimento. Effettuando delle interviste per scoprire dalle risposte dei soggetti intervistati tramite chi si fossero messi in contatto con il loro datore di lavoro, scoprì che solo il sedici per cento di era pronto a rispondere di essere state aiutate da soggetti con cui avevano legami forti, ben l’ottantaquattro per cento aveva trovato impiego grazie al giro di voce solo tra conoscenti. I legami deboli sono una risorsa importante. Le sue scoperte non portarono comunque a risultati scientifici determinanti, come nemmeno il risultato dell’esperimento di Milgram risulta spiegabile.

Watts e Strogatz effettuarono i loro calcoli di grafo al computer, segnando punti e linee a formare grafi ordinati e inserendo ogni volta nuovi elementi scoprirono mille e oltre forme di grafo.

Partirono da una rete circolare ben ordinata di mille punti e collegarono ognuno di questi con i dieci punti più vicini tra loro, ottenendo come risultato 5000 connessioni. Introducendo poi dei legami casuali, poniamo partendo da dieci, calcolavano il coefficiente di aggregazione e il grado di separazione. La rete mostrò così di poter avere tra dieci punti vicini, al massimo 45 connessioni, in realtà solo due su tre erano realmente collegati. Se questo risultato si verificasse nella realtà tutti i propri amici sarebbero anche amici altrui. Nel numero dei gradi di separazione, invece, ossia il numero medio di passaggi per passare da un’estremità all’altra, il risultato era cinquanta, un numero elevato in una rete ordinata. La cosa sorprendente fu che bastava inserire nuovi collegamenti casuali per diminuire il grado di separazione, e produrre una rete piccolo mondo. Le reti costruite da Watts e Strogatz mancano di due caratteristiche: per primo sono finite, mentre, al contrario le reti Internet sono in crescendo; per secondo mancano dei connettori, i pochi elementi che hanno un numero elevato di connessioni.

Le reti puramente casuali presentano un coefficiente di aggregazione pari allo 0,01% ben lontano dalla realtà dei fatti. La rete piccolo mondo presenta collegamenti ordinati e collegamenti casuali.

La rete piccolo mondo è anche alla base della struttura di funzionamento del cervello umano. Ci sono connessioni di breve e lunga distanza tali da far percepire la stessa struttura di rete piccolo mondo, una rete bene unita che tiene insieme aree speciali preposte al riconoscimento, alla memoria, al linguaggio. Se solo venisse lesa una unità costituente di questa area, il nostro corpo perderebbe certe capacità ma la lesione potrebbe interessare soltanto un’area circoscritta in modo da permetterci di continuare a vivere senza.

In America, Paul Baran scrisse nel 1964, durante la crisi per i missili di Cuba scoppiata tra Washington e Mosca, una serie di relazioni tecniche per la California, cercando di dare una risposta risolutiva alla questione della salvaguardia della rete di comunicazione, che doveva poter sostenere ad un probabile attacco sovietico.
La rete di comunicazione era una rete tutta centralizzata, perciò molto vulnerabile ad un attacco mirato alla sola parte forte delle totali connessioni.
Egli presentò un progetto per dislocare in più centri d’importanza la rete delle linee telefoniche, così che la rete potesse in ogni situazione funzionare. Una rete intelligente, formata da diversi centri con tre o quattro connessioni in modo che se un raggio veniva tagliato fuori dal suo normale funzionamento, la trasmissione avrebbe trovato una connessione alternativa per attivare le comunicazioni. Una rete , insomma, ordinata allo scopo anche se tutte le reti, quelle elettriche, le telefoniche, nella loro costruzione si sono susseguite nel tempo, installate rispondendo alle esigenze che nascevano “casualmente” in regioni diverse del nostro pianeta. Seguendo non più di tanto una logica regolare tale da farle assumere una forma, nel suo complesso, perfettamente ordinata, consentendo di mettere in comunicazione persone diverse tra loro.

Per analizzare la rete Internet risaliamo all’americana Arpa, Advanced Research Project Agency, che nel 1969 collegarono quattro computer istuati in diverse parti del mondo, capaci di comunicare l’uno con l’altro, costituendo Arpanet, il primo prototipo Internet. Nel 1972 questa rete era cresciuta fino ad includere diciannove computer. Era l’origine di Internet che oggi comprende circa 200 milioni di computer di 250 distinti paesi. Internet, rete fisica, e World Wide Web, rete virtuale, oggi connette milioni di persone e siti. Basti pensare che il www è composto da miliardi di pagine, ognuna collegata a svariati link (collegamenti ad altre pagine). Vi è un disegno sotto la struttura virtuale che prende forma da questa fantastica scoperta?

Tutti i computer, certamente se dotati di connessione, possono comunicare con qualsiasi altro computer. I passaggi che il sistema deve compiere per allacciarsi ad un altro qualsiasi sono pochi. Internet segue una struttura gerarchica, vi sono gli hub, i computer che hanno più connessioni, che gestiscono più traffico di informazioni, e nodi con poche connessioni.Internet è aristocratica o scale free. Le connessioni seguono la così detta “legge della potenza”: all’aumentare del numero di connessioni , diminuisce il numero di quei computer che fungono da veri connettori (nodi). E’ anche la legge che segue la così detta distribuzione a coda larga; rappresentando i dati su un grafico così che si ottenga una curva, invece della classica curva a campana questa comporta una tendenza verso lo zero molto più rapida. Sembra una casualità, ma rete Internet e World Wide Web si somigliano molto con la loro conformazione a rete.
Seguono una propria legge dotata di ordine oppure seguono un ordine casuale?
Seguono sicuramente la legge piccolo mondo.
L’equipe di Parabasi ha effettuato esperimenti di robotica applicata ai computer per stabilire il diametro, ossia quella distanza che esiste tra pagina web e pagina web. Distanza che permette di visualizzare più pagine e di passare dall’una all’altra. Anche per questi sperimentatori vi è stata sorpresa nello scoprire che servono appena diciannove clic di mouse per andare da una pagina all’altra nel percorso di una qualsiasi ricerca. Potrebbero sembrare tanti diciannove clic ma se si pensa che il Web è composto da miliardi di pagine, non sembrano più così tanti. Inoltre i ricercatori hanno scoperto che all’aumentare del numero di pagine web che vengono immesse in rete il numero di clic di mouse dovrebbe aumentare sensibilmente, e invece nei prossimi anni questo numero potrà aumentare di pochissimo.

Questa nuova scienza trova affinità in diversi campi di studio, come abbiamo detto prima, infatti anche nel campo della scienza dell’analisi cellulare avvengono scoperte che possono essere riconsiderate dagli specialisti informatici nello studio del funzionamento di rete in Internet.

Il batterio Escherichia Coli, presente nell’organismo umano per svolgere una funzione metabolica, mostra come sono solo una o due molecole specifiche a partecipare a questa funzione, che investe parecchie centinaia di reazioni. Mentre un tipo specifico di nematode manca di connettori come nelle reti di Watts e Strogatz, quindi la sua struttura ha un carattere egualitario. Nella rete elettrica degli Stati Uniti vi sono generatori, sottostazioni elettriche connessi ad altri tre, mancano insomma gli hub per la diffusione di energia elettrica nei vari stati.

Se visitiamo, invece Yahoo e Amazon.com ci accorgiamo di essere entrati in una rete web, per così dire, aristocratica, in cui vige la legge naturale del “il più ricco diventa sempre più ricco”.
Non esistendo una direttiva web, chiunque può inserire nel proprio sito un link di collegamento ad Amazon.com o Yahoo, i quali beneficiano dei passaggi spontanei che voi creerete per loro. Voi e tanti altri siti andranno ad aggiungere nel proprio sito quel link, senza ostacolare nessuno.

Le reti piccolo mondo dunque facilitano le élite a meno che non si vietino le interconnessioni plausibili. Lo stesso avviene nelle situazioni economico-finanziarie, così che la regola del “il più ricco diventa sempre più ricco” esiste anche nel mercato dei capitali, e degli andamenti economici internazionali.

E Internet, costituendo sia una grande forza tecnologica aperta a tutti ha scatenato anche le paure del Presidente Bill Clinton nel 1996, quando degli hacker hanno utilizzato la potenza di rete per allacciarsi a sistemi di sicurezza, scatenando un vero pericolo dovuto alla tecnologia. Nel 1999 i virus informatici costarono all’economia americana sette miliardi di dollari. Quando gli analisti informatici hanno deciso di studiare il modello strutturale di Internet, anche quella futura, non hanno potuto fare a meno di considerare il suo necessario potere di funzionamento.
Una rete così tecnologicamente complessa e potente non deve solo essere distribuita capillarmente ma deve anche essere capace di funzionare al meglio, senza causare ingorghi tra le linee che rallentano il suo normale funzionamento o ostacolano scopi più ambiti, bloccando i computer. I protocolli vanno testati su modelli realistici di Internet, questo oggi è possibile e permette di generare reti dello stesso tipo. Attacchi ai server, spam, virus che danno il diniego di servizio, e altri hanno causato molti problemi nel recente passato di Internet.
Nel 2000, centinaia di milioni di messaggi arrivarono tutti insieme ai portali, causando la cancellazione temporanea di siti dal Web. Finora alcuni attacchi erano stati attuati dagli hacker a scopo ludico ma nulla fa pensare che un giorno questi attacchi vengano mirati a qualche nucleo d’ importanza strategica o di sostegno di un Paese grande come il ministero della Difesa americana, che dovrebbe avere il più protetto sistema informatico del pianeta.
Le offensive ben coordinate difficilmente possono essere fermate.
Se si paralizzano le aerolinee e si fanno precipitare aerei c’è poco da sperare sulle attuali forme di sicurezza.
E’ importante che ci sia ridondanza, ossia che in ciascun sistema gli elementi autonomamente possano eseguire gli stessi compiti funzionali basilari, in modo che se un elemento fosse messo fuori funzione, un altro sarebbe in grado di prendere il suo posto.
Se in un sistema casuale, vengono attaccati man mano elementi importanti il diametro tra un elemento ed un altro aumenta fino ad ottenere una rete non più casuale ma composta di tante piccole sottoreti. Gli hub superconnessi fungono da collante, e un attacco scoordinato elimina quasi sempre elementi poco importanti. La strategia di un aggressore potrebbe essere quella di attaccare i superconnettori generando un arresto rilevante del sistema.
Questo studia l’equipe di Barabasi, calcolando di quanto aumentasse il diametro tra connettori ogni qual volta venissero eliminate percentuali di elementi, concludendo che il piccolo mondo costituisce un facile bersaglio e in cui la rete casuale è avvantaggiata.

Alcuni sostengono che le difese infrastrutturali dovrebbero funzionare come le difese immunitarie umane, riconoscendo per tempo gli attacchi e cercare di reagire limitando il danno a una sola parte della rete.
Insomma gli informatici devono adottare una impostazione biologica al cyberspazio.
Determinanti sono la flessibilità e la vulnerabilità, sia nei sistemi informatici che nel funzionamento biologico.

Nella seconda parte del libro l’autore si sofferma a discutere più dei sistemi umani, biologici, sanitari, come la diffusione dell’aids, le scelte compiute sul sistema vitale animale da alcune popolazioni, discutendo anche il testo di Gladwell Punto Critico, in cui si studia l’influenza esercitata su idee, pettegolezzi, ondate di criminalità e la diffusione con cui si propagano nella società realtà come i virus.
Vi è una soglia in cui le cose si estinguono e altre no, qualunque regola si voglia apportare per modificare un ambiente, vi è sempre un punto critico.
I fisico-matematici danno più importanza all’esistere del punto critico che non ai particolari, anche quelli che spesso ci sono oscuri.
Perché un’ idea si trasmetta di mente in mente è sufficiente che ci sia trasmissione e che esista il punto critico. Lo stesso vale per la diffusione delle malattie: al di sotto del punto critico la malattia si estingue con una certa rapidità.
Quando si decide di vaccinare una popolazione affetta da un virus si decide di farlo più o meno a caso, perché l’immunizzazione abbassa il punto critico.
Ma se il punto critico non c’è non si avranno effetti notevoli, la malattia potrebbe si ridursi ma si trasmetterebbe comunque grazie a quei connettori che hanno più capacità di relazioni trasmissive.
L’importanza della psicologia delle masse, capire come certe mode si diffondano e perché certi libri diventino presto best seller, perché si scatenano atti di violenza in un determinato periodo storico, rende sempre importante studiare i meccanismi di influenza psicologica.
Anche certe bolle speculative si sono originate dal seguire il comportamento di pochi individui.
La contagiosità tocca anche le strategie di marketing, facendo nascere in pubblicità nuovi concetti come quello di ” permission marketing”, la pubblicità sul consenso.
Influenzare le menti, convincere i clienti a fare pubblicità per l’azienda. L’influenza che il solo marchio esercita per la sua popolarità, si sa, è sempre più pressante della sostanza del prodotto venduto: la Coca-Cola resterà sempre la bevanda più richiesta, nonostante molte aziende abbiano messo sul mercato la stessa, cambiando solo di nome, ottenendo vendite assolutamente minori.
Perché una popolazione deve soggiacere alla volontà di un governo come quello canadese sulla convinzione che la scarsità di merluzzo dipenda dalla esuberante presenza delle foche che se ne cibano; e consentire che una specie preziosa per la stabilità di un ecosistema venga sterminata?
Tutte queste realtà storiche entrano nel campo della nostra riflessione, facendoci soffermare su certi andamenti inspiegabili ma forse “esperenziali”, che creano movimenti animalisti, interventi mirati e scandali o allarmismi nell’opinione pubblica..
La sensibilità nel riconoscere le proprie potenzialità e la coscienza delle proprie azioni potrebbe indurre i decisori ad agire in maniera più idonea tenendo presenti certi funzionamenti meccanici.