TRA DETERMINISMO E COMPLESSITA'

Irreversibilità e strutture dissipative in Ilya Prigogine
- Conferenza del Prof. Ilya Prigogine

di Carlo CALABRO'
(nella foto Pino Rotta e, a destra, il Prof. Prigogine )

 A poco più di due mesi dalla cerimonia di consegna della laurea honoris causa al prof. Gil-Aluja (vedi n.6/97 di Helios Magazine), un altro avvenimento culturale di eccezionale spessore scientifico ha interessato la città di Reggio Calabria e la facoltà di Ingegneria della sua Università. la presenza del professor Ilya Prigogine, premio nobel per la chimica nel 1977.
Ilya Prigogine, nato a Mosca nel 1917 si è trasferito in Belgio nel 1929 effettuandovi tutto il corso degli studi fino al conseguimento della laurea nel 1945 presso l'Université Libre di Bruxelles, distinguendosi, successivamente, come uno dei più brillanti e promettenti docenti della stessa Università. E' direttore dell'Istituto internazionale di chimica e fisica "Solvay" di Bruxelles. Dal 1961 divide la sua attività professionale e scientifica tra il Belgio e gli Stati Uniti dove è stato per cinque anni (1961-1966) titolare della cattedra di chimica presso l'Università di Chicago e, a partire dal 1967, ha assunto la direzione del Centro di Meccanica Statistica e Termodinamica della Università del Texas. I suoi studi sulla termodinamica e la irreversibilità gli hanno fruttato nel 1977 l'assegnazione del premio Nobel per la chimica, imponendolo all'attenzione della cultura scientifica e filosofica mondiale quale uno dei massimi esponenti di filosofia della scienza viventi.
Il 18 dicembre scorso, su invito del prof. Pietropaolo, rettore della Università degli Studi di Reggio Calabria, ha tenuto una applaudita conferenza nell'aula magna della facoltà di Ingegneria, gremita di personalità, studiosi e studenti a margine della quale si è svolta la cerimonia di assegnazione di numerosi premi e riconoscimenti per la sua attività scientifica.
Con i limiti e le inevitabili lacune derivanti da una traduzione a braccio della prolusione del prof. Prigogine ne diamo un resoconto sommario dei principali argomenti trattati.

CONFERENZA PROF. ILYA PRIGOGINE UNIVERSITA' DI REGGIO CALABRIA FACOLTA' DI INGEGNERIA 18 dicembre 1997

Il prof. Prigogine esordisce ringraziando il Rettore dell'Università di Reggio Calabria prof. Pietropaolo per la assegnazione del premio ed esprime il suo apprezzamento per la cultura italiana sia scientifica che umanistica, riconoscendo il contributo da essa dato alla storia del pensiero occidentale.
Introducendo il suo intervento sottolinea che nei suoi scritti si è sforzato di condurre un'analisi dettagliata sulla differenza che intercorre tra le due culture (umanistica e scientifica), affermando che il principale connotato di distinzione tra di esse è il diverso concetto di tempo che le contraddistingue.
Le conoscenze in tutti i campi del sapere, secondo il prof. Prigogine devono presupporre la differenza che intercorre tra ciò che succede prima e dopo dei fenomeni studiati e questo implica la necessità di considerare la freccia del tempo.
Lo studio della fisica si è sempre basato su modelli meccanicistici e matematizzabili per la spiegazione del mondo, attribuendo alla forza universale di gravitazione il ruolo di regolatrice e di coordinatrice dei fenomeni.
· Il concetto di reversibilità ha improntato tutta la fisica classica. La questione del tempo, ciò che il suo fluire conserva, ciò che esso crea e distrugge è stato sempre al centro delle preoccupazioni dell'uomo.
· Molti settori della speculazione scientifica hanno messo in dubbio l'idea della novità rappresentata dall'affacciarsi sulla scena della ricerca della complessità e della irreversibilità, confermando il legame inesorabile che esiste tra causa ed effetto. D'altra parte, molte forme di insegnamento mistico hanno negato la realtà di questo mondo incerto e mutevole ed ha definito l'esistenza ideale quale elemento fondamentale che permette di sfuggire alle afflizioni della vita. Sappiamo inoltre quanto sia importante l'idea del tempo ciclico e quanto esso fosse importante nell'antichità, ma sia per quanto attiene, per esempio, al ritmo delle stagioni che alle generazioni dell'uomo questo eterno ritorno al punto di origine è segnato dalla freccia del tempo, infatti, nessuna speculazione, nessun insegnamento ha mai affermato, nè lo poteva fare, l'equivalenza assoluta tra ciò che è fatto e ciò che è disfatto. Tra una pianta che germoglia fiorisce e muore ed una pianta che risuscita, diventa più giovane e ritorna al suo seme originale (o tra l'uomo che nasce, cresce, diventa vecchio e successivamente ripercorre a ritroso il cammino della sua esistenza , regredendo a uomo adulto, adolescente, bambino, embrione). Il fluire del tempo è la formula più antica, tramite la quale conosciamo ogni cosa: la terra, l'uomo ecc...(omissis...) La parte classica della fisica è nata con Newton, Keplero, Galilei per i quali l'evoluzione del cosmo era prevedibile. Però la fisica newtoniana riesce a dare una spiegazione accettabile soltanto di una parte di quello che noi viviamo. In altri campi di conoscenza, infatti quali:
· - la termodinamica, l'idrodinamica il tempo (passato e futuro) gioca ruoli completamente diversi da quelli della fisica classica.
· Esistono diversi aspetti da prendere in esame a questo proposito:l'aspetto dell'universo,
· l'aspetto della chimica,
· l'aspetto della cultura umanistica.
Tutto ciò crea delle contraddizioni che possono essere superate dal paradosso del tempo.
E' con il principio d'ordine di Boltzman che il paradosso del tempo diventa più chiaro egli, infatti, impone alla scienza un break, ponendo il problema dell'evoluzione. Nel delineare la sua teoria, però, Boltzman ha commesso degli errori di metodo, seguito, peraltro, dallo stesso Poincarè (personalmente non consiglio di leggere Boltzman, dice il prof. Prigogine, poiché nei suoi scritti si evidenzia tangibilmente una contraddizione tra le premesse e le conseguenze).
Boltzman, per esempio, afferma che l'irreversibilità può andar bene come media dei fenomeni osservati e che i sistemi lontani dall'equilibrio, qualora siano sollecitati tramite il cambiamento di alcuni parametri (temperatura, pressione), tendono a raggiungere uno stato di equilibrio in cui la simmetria ed il disordine sono massimi e si stabilizzerà , fluttuando intorno allo stato di equilibrio.
Le considerazioni di Boltzman circa l'evoluzione dell'universo pongono altresì un problema interpretativo circa la possibilità che l'uomo non possa arrivare a darne una spiegazione scientifica a causa della sua ignoranza. (omissis...)
Un'altra polemica scientifica ha caratterizzato i rapporti tra Bergson ed Einstein riguardo al problema della relatività del tempo. Einstein ha insistito sul concetto che il tempo è un'illusione. Esistono diverse possibilità di dimostrare che il tempo è un'illusione, noi viviamo in una di queste possibilità, ma dobbiamo considerare che vi sono altre possibilità (universi di elettroni, ecc...). Einstein è stato molto chiaro in tutto questo, per lui il tempo è una pura illusione tutto il resto è un sogno.
Einstein, ponendosi sulle posizioni newtoniane e disconoscendo il concetto di tempo come scorrimento ha contribuito a creare il solco che divide i due studiosi per cui si può affermare che Einstein non ha capito Bergson e Bergson non ha capito Einstein.
Nella fisica di base il concetto di tempo che scorre deve essere sottoposto a critica.
La fisica e la cultura umanistica hanno avuto in proposito posizioni diverse.
Whitehead sostiene che occorre una nuova filosofia della natura che non contrasti con le esigenze prospettate dalla scienza fisica.
Quello che io ho cercato di dimostrare nel mio libro, prosegue il prof. Prigogine, è che vi è un assoluto bisogno di una nuova fisica che contenga in concetto di tempo vi è la necessità di una nuova matematica ( quella dell'analisi funzionale). Io sostengo che noi abbiamo bisogno di recuperare una matematica che è vecchia di 2.500 anni e che fu la matematica di Eraclito e di Parmenide. E partendo da Eraclito e da Parmenide abbiamo bisogno di una matematica che sia in grado di conciliare le due diverse posizioni (divenire ed essere).
E' evidente che il concetto di entropia porta con sè il concetto di disordine e che l'aumento dell'entropia è anche aumento di disordine. Quello che voglio dimostrare è che l'entropia è da considerare come "struttura". La natura usa i suoi progetti per costruire sistemi complessi (per esempio non possiamo considerare la vita senza processi irreversibili. lontano dall'equilibrio si creano "strutture dissipative". Una città è da considerare assolutamente una struttura dissipativa perchè vive tramite interazioni con l'esterno. E' una cultura che vive fuori dell'esterno, ma in relazione con l'esterno. nei sistemi vicini all'equilibrio l'entropia è massima ed allorché si verifica una fluttuazione il sistema ritorna alla posizione iniziale. In prossimità dell'equilibrio si verifica un nuovo salto. Lontano dall'equilibrio le situazioni possono crescere e portare a nuove strutture.
Vi sono punti diversi nello spazio in cui si instaura una situazione di non equilibrio. Queste strutture sono molto complesse e coinvolgono miliardi e miliardi di particelle. Le nuove soluzioni portano a punti di biforcazione ed alla formazione di nuove soluzioni e la statistica ci conferma che si può andare da una soluzione all'altra.
Così il tempo ha un ruolo eccezionale ed il futuro non è prevedibile e questo rende conto del titolo del mio ultimo libro:"La fine delle certezze".
Ma se il tempo è importante per la evoluzione dei sistemi e la mancata comprensione dell'evoluzione non è dovuta alla nostra ignoranza, noi abbiamo messo in piedi un programma molto ambizioso che porta ad una estensione della fisica classica e quanto-meccanica che contiene la freccia del tempo come suo superamento. Ai vecchi concetti della fisica classica in cui passato e futuro avevano la stessa valenza si sostituisce la teoria che assegna al passato ed al futuro ruoli diversi.
Nei sistemi dinamici l'elemento più importante che è possibile riscontrare e il "caos". Il caos è la sensibilità alle condizioni iniziali in cui le traiettorie divergono esponenzialmente nel tempo. Nel caso in cui non si conoscono le condizioni iniziali non si possono applicare i concetti classici della traiettoria.
Uno dei motivi per cui dobbiamo considerare la teoria statistica è che le traiettorie individuali delle singole particelle non hanno alcuna rilevanza, mentre le traiettorie probabilistiche della popolazione cambiano nel tempo.
Il passaggio dalla fisica delle traiettorie singole alla fisica della popolazione rappresenta un problema matematico complesso che non va affrontato considerando il passaggio da una probabilità ad un'altra, bensì, valutandolo i comportamenti che il sistema assume nel tempo alla luce della analisi funzionale. Bisogna, infatti studiare la struttura, introducendo il significato di operatore. Gli operatori sono molto conosciuti dai fisici perchè tutta la quanto-meccanica si basa sugli operatori. Quando si considerano gli operatori vi sono da tenere presenti due aspetti importanti:
· cosa l'operatore fa (moltiplicazioni, integrazioni ecc...),
· il tipo di funzione che l'operatore va a giustificare.
Le leggi del caso sono leggi dell'insieme statistico ed in questo senso noi non facciamo la fisica delle traiettorie delle particelle singole, ma la fisica dell'insieme, della popolazione di particelle. Analogamente a quanto avviene nella sociologia che non considera gli individui, ma l'azione della collettività, dei gruppi, anche nella fisica , se si vuole condurre l'indagine sulla popolazione è necessario ricorrere ad una nuova matematica. Il caos è un caso molto più generale e rappresenta la continuazione del lavoro di Poincarè il quale sostiene che le leggi della fisica sono molto semplici. Le equazioni di Newton si possono scrivere e risolvere, ma Poincarè puntualizza che vi sono due tipi di sistemi: quelli integrabili e quelli che non lo sono ed il caso più ricorrente è quello dei sistemi non integrabili. Poincarè, però, alla enunciazione di questi principi, ciò che invece io ho cercato di spiegare nel mio libro è che la non integrabilità e la irreversibilità sono principi basilari del mondo che ci circonda. Questo è in contrasto con ciò che diceva Fieldemann che pensava al gioco degli scacchi (la complessità deriva dal fatto che vi sono più movimenti) - questo è vero per i sistemi integrabili, mentre non lo è per i sistemi non integrabili. Nei sistemi integrabili non è possibile ricorrere alle interazioni. Nella Termodinamica le condizioni iniziali vengono dimenticate per cui si può affermare che la termodinamica diventa la base imprescindibile dei sistemi non integrabili. Il problema della fisica moderna è quello di portare avanti la quanto-meccanica dei sistemi non integrabili, la teoria dei campi dei sistemi non integrabili.
Se si prende una particella elementare di un sistema non integrabile si riscontra che essa, nella stragrande maggioranza dei casi è instabile (si trasforma in un'altra particella), esistono, infatti pochissime particelle elementari che mantengono sempre lo stato di inalterabilità. Questo mi ha indotto ad elaborare una teoria quanto-meccanica dei sistemi non integrabili.
Ricapitolando tutte le considerazioni fin qui esposte si può affermare che noi siamo in un mondo di non equilibrio che è un mondo in cui le particelle sono accoppiate da interazioni. quello che noi sappiamo è che gli stati diventano instabili a causa del non equilibrio. Tuttavia il meccanismo non è ben conosciuto ed il principale argomento della fisica della vita è la complessità. Adesso siamo in grado di muoverci verso la spiegazione dell'origine della vita, abbiamo, però bisogno di un modello complesso quanto l'inizio dell'universo. La teoria di Einstein sostiene che il Big Bang è un evento singolo, nella meccanica quantistica questo non è più possibile affermarlo. Nella meccanica quantistica c'è una evoluzione da un pre-universo all'universo.
Ma quale è la differenza?
Permettetemi di fare un esempio che porto sempre ai miei studenti:
Nel pre-universo non abbiamo particelle reali, ma soltanto particelle virtuali. Le particelle virtuali nascono, vivono un po' e poi collassano. L'universo all'inizio è come un foglio di carta, un sistema omogeneo che trasmette onde. In questo senso l'inizio dell'universo e dei mondi può essere rappresentato dal tagliare il foglio di carta in piccoli pezzi. Con la creazione dell'universo le particelle diventano indipendenti e possono andare in tutte le direzioni, per usare un'espressione più volte ripetuta ancora una volta l'inizio dell'universo è l'inizio di nuovi gradi di libertà che permettono la formazione di nuove strutture che poi evolvono in stelle e pianeti, questo in senso molto qualitativo è quello che sta tentando la nuova fisica unificare, cioè, la gravitazione con altre forze. Voi avrete sentito parlare della teoria della unificazione di tutte le forze, ma io non ci credo in quanto, secondo il mio giudizio, noi abbiamo bisogno di una visione dialettica dello sviluppo dell'universo che gli consenta di mantenere una situazione di non equilibrio. Se prendiamo un metallo e lo riscaldiamo da una parte, abbiamo creato una situazione di non equilibrio. L'universo creato è in una situazione di non equilibrio e per non collassare deve mantenere la sua posizione di non equilibrio.
D'altro canto il problema della cosmologia è soltanto agli inizi.
Rimango perplesso quando sento che qualcuno afferma che l'universo muore, in effetti può morire, ma soltanto se arriva all'equilibrio termodinamico o se collassa di nuovo. Tutto questo, però, è prematuro in quanto non abbiamo decifrato ancora l'origine della irreversibilità dell'universo. Noi non sappiamo ancora se il Big Bang sia tuttora in corso, non conosciamo il significato dell'universo e nella fisica moderna è difficile definirlo. Esiste energia positiva ed energia negativa? oppure abbiamo solo energia positiva?
Al contrario della scienza classica che evidenziò il determinismo, la regolarità e la stabilità, noi ipotizziamo che la natura abbia caratteristiche differenti e che la complessità e la non uniformità siano la regola. Io sono rimasto impressionato dal fatto che il grande Newton non abbia percepito che l'universo è per molti versi instabile.
Oggi constatiamo che vi è nei fenomeni della natura molta instabilità, che si susseguono molte fluttuazioni, rimaniamo si attoniti, ma non dobbiamo meravigliarci di ciò perchè conosciamo le leggi della natura.
Se osserviamo qualcosa di nuovo lo possiamo ricondurre alle leggi della natura. Questo oggi non è più vero , infatti la scienza della fine del XVII secolo sta cambiando non perchè vi sono nuove teorie come la relatività o la quantistica che in qualche modo rappresentano la continuazione della fisica classica, ma perchè osserviamo un universo così complesso che è capace di generare noi. In un certo senso abbiamo ancora molto da imparare dalla natura se solo confrontiamo la bella fotochimica della natura con i risultati acquisiti fino ad oggi dalla chimica del rettore. Se confrontiamo quello che fa il computer con quello che fa il cervello. Per questo io voglio concludere che la scienza è soltanto all'inizio! grazie!.
Nella sua quarantennale esperienza di ricercatore e scienziato della chimica il prof. Ilya Prigogine ha profuso le sue migliori energie nello studio e nella sperimentazione dei sistemi dinamici non lineari, condensando i risultati delle sue ricerche in alcuni volumi che si sono riproposti all'attenzione generale come altrettanti catalizzatori attorno ai quali si sono andate coagulando nel corso degli ultimi anni i contributi speculativi di vasti settori della ricerca scientifica che, oltre a fruttare numerosi consensi, hanno suscitato alcuni spunti polemici.
E' interessante, a mio avviso, descrivere in brevi tratti il percorso ideologico che ha seguito il prof. Prigogine per arrivare alla formulazione della teoria delle "strutture dissipative" e del "caos dissipativo".
Il metodo adottato prevede, come atto preliminare ed imprescindibile, una serrata, lucida e stringente critica della fisica classica, nata il 28 aprile 1686 alla Royal Society di Londra, dove Newton presentò i Principia, inaugurando il più grande ed ambizioso tentativo di spiegazione di tutto ciò che accade nell'universo con poche leggi, semplici nella loro formulazione, generali ed immutabili. Tra le tappe più significative di questa evoluzione scientifica è sufficiente ricordare la descrizione del modello atomico di Bohr, in cui la struttura della materia veniva ricondotta ad un elementare sistema planetario dove si muovono protoni ed elettroni e l'enunciazione einsteiniana della "teoria unificata del campo" il cui principale intento era quello di fornire una visione unitaria ed onnicomprensiva di tutte le leggi della fisica.
Il sogno coltivato dalla scienza classica fin dai tempi degli antichi atomisti da Democrito ad Epicuro e Lucrezio, ricorda il prof. Prigogine, fu quello di disconoscere i fenomeni complessi che la natura propone alle fuggevoli sensazioni esterne che noi percepiamo con i sensi, imputando, viceversa, ad un altalenante susseguirsi di atomi e vuoto la composizione primaria dei fenomeni naturali.
La fisica newtoniana si incaricò di sovvertire il lavoro speculativo iniziato dagli atomisti, sostituendo al caso la necessità e teorizzando la formulazione di leggi semplici per le quali la conoscenza dei parametri iniziali avrebbe determinato la comprensione sia dell'evoluzione passata che di quella futura dei fenomeni osservati. Sicchè, sull'onda dell'entusiasmo suscitato dalla possibilità di scoprire la verità eterna che si cela dietro i fenomeni contingenti, Laplace poté provocatoriamente congetturare che un'ipotetico demone che fosse in grado di conoscere le condizioni iniziali (posizione e velocità) di ogni particella dell'universo ne avrebbe potuto prevedere l'evoluzione con assoluta precisione. Tutto ciò naturalmente non volle significare che vi fosse la reale possibilità della conoscenza deterministica di tutto l'universo ( e per Laplace certamente non fu così), ma semplicemente , al cospetto della complessità dell'universo pose l'angosciante interrogativo se questa eventualità potesse o meno avere diritto di cittadinanza in un sistema integrato di conoscenza universale.
A svegliare la fisica classica dal sonno dogmatico in cui si era adagiata teorizzando la reversibilità di tutti i fenomeni naturali ci pensò W. Thomson con la enunciazione del secondo principio della termodinamica per il quale nelle macchine termiche si verificano delle perdite di conduzione che diminuiscono il rendimento, cosicchè la perdita di rendimento si associa automaticamente ad una irreversibile dissipazione di parte del calore prodotto. Clausius nel 1865 completa gli studi di Carnot, di Fourier e di Thomson sulla termodinamica, introducendo il concetto di entropia che rappresenta la parte di energia dissipata, perduta e non recuperabile allorchè un sistema viene sottoposto alla inversione dei parametri iniziali.
Scrive Prigogine in "La nuova alleanza" :<< soltanto leggi eterne sembravano esprimere la razionalità della scienza. La temporalità era disprezzata al pari di una illusione. Ciò non è più vero oggi. Abbiamo scoperto che, lungi dall'essere una illusione, l'irreversibilità gioca un ruolo essenziale nella natura ed è all'origine di molti processi di organizzazione spontanea. Sappiamo oggi che tali processi stanno probabilmente alla base dell'auto-organizzazione biologica. Oggi ci scopriamo in un mondo rischioso, un mondo in cui la reversibilità ed il determinismo si applicano soltanto a semplici, limitati casi, mentre l'irreversibilità e l'indeterminazione sono la regola>>.
All'alba del terzo millennio la scienza si avvia verso la ridefinizione dei parametri interpretativi della realtà e sembra lanciare un messaggio più universale di dialogo interattivo tra uomo e natura. Questa interazione si gioca su diversi piani di complessità dove relazioni, comunicazione e tempo si sostituiscono al concetto di sostanza e manifestano un rinnovato interesse per le differenze qualitative e le potenziali sorprese che l'universo può riservarci.
La tematizzazione del problema del tempo nelle sue relazioni con la complessità è il punto di forza centrale della teoria di Prigogine che, innestata nel contesto della conflittualità secolare tra le "due culture" (quella umanistica e la scientifica), rende conto del tentativo di superamento della loro collisione in una prospettiva di recupero del significato intrinseco della idea di cultura in senso generale, priva di distinzioni dogmatiche, che assegni etichette legittimanti all'una piuttosto che all'altra.
Come insistentemente ripetuto dal prof. Prigogine nelle sue ricerche, la termodinamica e segnatamente la termodinamica dei processi irreversibili segna il punto di svolta fondamentale tra la fisica classica e le nuove frontiere della scienza. Commenta Prigogine:"Nel corso del XIX secolo, fu considerato soltanto lo stato finale dell'evoluzione termodinamica. Questa fu la termodinamica di equilibrio. I processi irreversibili venivano disprezzati come fastidi, come disturbi, come se fossero un soggetto non degno di studio. Oggi questa situazione è completamente cambiata. Si sa ora che, lontano dall'equilibrio, possono prodursi spontaneamente nuovi tipi di strutture. In condizioni di lontananza dallo equilibrio può aver luogo una trasformazione che porta dal disordine, dal caos, verso l'ordine. Possono originarsi nuovi stati dinamici della materia che riflettono l'interazione di un dato sistema con ciò che lo circonda. Abbiamo chiamato queste nuove strutture strutture dissipative per sottolineare il ruolo paradossale che hanno i processi dissipativi nella loro formazione".
Nei sistemi lontani dall'equilibrio le strutture dissipative originano dalle esitazioni che il sistema manifesta in prossimità di un nodo di biforcazione, dove la fluttuazione è massima e nessuna delle possibili evoluzioni è privilegiata rispetto alle altre. In questi casi la legge della simmetria dei grandi numeri è rotta ed il principio di ordine di Boltzman perde il suo rigore scientifico. Una fluttuazione impercettibile attorno al punto di biforcazione è in grado di innescare meccanismi di evoluzione che instradano l'intero sistema verso una alterazione ed un cambiamento di stato macroscopici.
Il caso e la necessità collaborano, quindi, ad agevolare l'evoluzione dei sistemi lineari.
Allo stato attuale delle conoscenze, afferma Prigogine, non è più possibile considerare il tempo come pura illusione, introdotta dall'uomo in un universo senza tempo nè è possibile "accettare alcuna soluzione per cui l'irreversibilità sia ridotta a un'illusione o ad approssimazioni, dal momento che oggi sappiamo che l'irreversibilità può essere fonte di ordine , di coerenza e di organizzazione".
Tra caos e ordine si instaura una sorta di competizione che, nei processi di auto - organizzazione, assume i contorni e le caratteristiche essenziali di componente indispensabile della nuova configurazione di stabilità assunta dal sistema. Le strutture dissipative, derivate dalle fluttuazioni cui il sistema soggiace, sono indici delle casualità e del caos dissipativo impliciti nel concetto di fluttuazione, però raggiunta una configurazione ed un assetto definitivo si possono caratterizzare per una spiccata propensione alla stabilità nei confronti di innumerevoli aggregati di perturbazioni destabilizzanti.
Ma quali sono i meccanismi attraverso cui le strutture emergenti dalle fluttuazioni vengono selezionate ed affiorano dal caos, insediandosi come strutture stabili?
E' manifesto secondo Prigogine, che in prossimità di una biforcazione le oscillazioni del sistema "devono" per forza di cose essere più ampie e frequente ed esso è costretto ad iniziare una selezione delle possibili opzioni praticabili. Questo è vero in chimica, ma altrettanto vero in sociologia e nel campo delle innovazioni tecnologiche. La stabilità e le fluttuazioni del sistema sono molto sensibili all'innesto di componenti innovative. La stabilità e linearità di un sistema non è funzionale solo alle fluttuazioni dei costituenti interni, ma altresì a nuovi elementi e grandezze che, pur non esistendo prima all'interno del sistema, vi si insinuano determinandone l'evoluzione verso un nuovo tipo di organizzazione.
Vi è una sostanziale differenza fra l'azione e la esattezza dei meccanismi selettivi nei sistemi lontani dall'equilibrio rispetto a ciò che avviene nei sistemi vicini all'equilibrio. Sottolinea Prigogine:"lontano dall'equilibrio le fluttuazioni ci permettono di usare le differenze dell'ambiente per produrre differenti strutture. Una volta di più vogliamo sottolineare l'importanza essenziale delle condizioni di lontananza dall'equilibrio: <> e <> sono le parole chiave del nuovo comportamento della materia lontano dall'equilibrio".
Quando Bergson nel 1922 tentò di difendere nei confronti di Einstaein la "pluralità" e la "durata" dei tempi vissuti rispetto al tempo reale, concepito nella sua integrità, introdusse il concetto che la "storia" del sistema possedeva una "durata" che ne rendeva irreversibile il percorso evolutivo. Einstein tacciò di incompetenza "il tempo dei filosofi", affermando che non esiste esperienza vissuta che possa sopravvivere alla bocciatura del riscontro scientifico e sperimentale. Commentando l'antica disputa tra scienza e filosofia Prigogine ammonisce :"tra sapere e non - sapere, quella tra pregiudizi ciechi e conoscenza prodotta da una rottura o da un'ascesi, l'opposizione tra scienza dei fondamenti e scienza dell'epifenomeno; tutto ciò ha costituito e strutturato il terreno di uno scontro, rispetto al quale vorremmo qui prendere tutta la distanza possibile. Ma in ogni caso, i fisici hanno perso ogni argomento teorico per rivendicare un qualsiasi privilegio di extraterritorialità o di preminenza. In quanto scienziati, essi appartengono alla cultura cui, a loro volta, contribuiscono". In questo senso la nuova scienza, se riuscirà a rinunciare agli antichi sogni di estraneità nei confronti della realtà sociale nel cui ambito progredisce, apprezzandone le diversità culturali e rispettandone i problemi esistenziali, attingerà al vero significato dell'universale per tanto tempo sospirato.

L'OPINIONE DEL RETTORE PROF. ROSARIO PIETROPAOLO

La presenza di Ilya Prigogine a Reggio Calabria si inserisce nell'ambito di una serie di inziative che l'Ateneo reggino ha intrapreso negli ultimi anni sotto la direzione del suo Rettore, il Professor Rosario Pietropaolo, al quale abbiamo rivolto alcune domande su questa e su altre iniziative realizzate nel 1997.
D.: Nel corso del passato anno l'Ateneo reggino ha ha ospitato il Simposio Internazionale sull'Intelligenza Artificiale, la laurea H.C. al prof. GIL-ALUJA ed il premio al Nobel Ilya Prigogine, le teorie sulla complessità legano queste iniziative. E' questa una scelta filosofica dell'università reggina?
R.: Io mi auguro che queste iniziative continuino perchè ho altre cose che intendo portare avanti anche quest'anno, perchè noi abbiamo delle esigenze interne e delle esigenze anche esterne. Le esigenze interne riguardano quelle di produrre didattica e ricerca al più alto livello possibile, cercando di fare scuole, qualificando i nostri ricercatori, essere anche rigorosi. Le esigenze esterne sono nei confronti di questa città e si riferiscono alla necessità di essere punto di riferimento culturale. L'università esiste in un determinato sistema per cercare di migliorare tutta la cornice culturale in cui si svolgono le attività e le iniziative di cui lei ha parlato ed altre che verranno si inseriscono in questo contesto. Desideriamo che tutti quanti pensiamo più in alto, questo è un dovere che sentiamo nei confronti di questa città.
D.: E riguardo alla scelta filosofica cui facevamo riferimento?
R.: Noi siamo indirizzati verso questa visione. Se dovessimo rimanere dentro il nostro stretto ambito culturale, che può essere architettonico, ingegneristico, indubbiamente queste iniziative che noi abbiamo fatto potrebbero non trovare una collocazione strettamente legata alle nostre attività, invece proprio perchè desideriamo andare al di là, desideriamo porci come riferimento culturale verso il nuovo che emerge, è chiaro che ci rivolgiamo anche a questo tipo di iniziative che contribuiscono ad approfondire alcune tematiche culturali di grosso spessore. Noi non abbiamo un corso di laurea di filosofia e comunque Prigogine ha parlato anche di filosofia, partendo sempre da dati di carattere scientifico, perchè la grandezza di Prigogine, secondo me, sta nel fatto che si da veste scientifica all'evento oltre che alla legge, questa è la novità, e da qui discende una visione filosofica delle cose che è emersa nel corso della sua conferenza. La mia sensibilità culturale in questo c'è tutta, io sono un chimico ma non c'è dubbio che di tutte queste problematiche desidero interessarmi.
D.: Nel merito. La sua definizione del concetto di "struttura dissipativa" enunciato da Prigogine?
R.: La struttura dissipativa è una struttura che utilizza energia, quindi un flusso di energia dall'esterno per creare un sistema ordinato. In altri termini, in un sistema termodinamico aperto, dove c'è un flusso di energia che proviene dal Sole, il punto focale della ricerca di Prigogine, tramite la termodinamica dei processi irreversibili, è quello di avere individuato che è possibile formare strutture ordinate utilizzando l'energia che ci proviene dall'esterno. In fondo anche l'uomo rientra in questa categoria.
D.: Il professor Prigogine ha fatto un confronto tra la fotochimica della natura ed i risultati della chimica ottenuti in ricerca. Lei come ha intepretato questo passaggio?
R.: Noi facciamo una chimica di laboratorio nella quale utilizziamo i parametri della termodinamica consolidata, o della chimica-fisica consolidata, la meccanica quantistica, la termodinamica classica, per interpretare tutte le trasformazioni che andiamo a studiare; sono le trasformazione che riguardano le reazioni, la produzione di una giacca, della materia plastica che noi abbiamo davanti o qualunque altro oggetto commerciabile, noi produciamo questi materiali utilizzando i parametri della chimica-fisica classica, la meccanica quantistica e la termodinamica classica, è chiaro che tutto questo ci è insufficiente nel momento in cui noi vogliamo interpretare la biologia molecolare, i processi che avvengono nei sistemi aperti, i processi irreversibili dei sistemi aperti, o l'estensione dell'universo, abbiamo bisogno di uno strumento che è appunto quello su cui si sta ragionando oggi. Prigogine si inserisce in questo nuovo.
D.: Sul piano cosmologico c'è polemica aperta tra Prigogine e Stephen Hawking. Qual'è la sua opinione in merito?
R.: Sono due personalità completamente diverse. Hawking è un matematico astrofisico, Prigogine è un chimico. Indubbiamente Hawking si basa più sull'evoluzione dell'universo, Prigogine guarda più agli aspetti chimico-fisici dei processi irreversibili, e il problema del tempo indubbiamente in tutto questo ha una sua importanza. E' chiaro che il tempo per Prigogine è governato da una freccia e il processo va in maniera irreversibile da una direzione a un'altra e sotto questo aspetto è chiaro che la nascita del tempo o l'eternità del tempo ha delle sensibilità diverse da parte di questi due scienziati, ma sono punti di vista che, a mio avviso, ancora non concludono il dibattito. L'universo aperto di Prigogine, l'universo chiuso di Hawking sono dei modelli che sono interessanti per l'approfondimento e però non chiudono il discorso. E' bene che su queste cose ulteriori elementi di ricerca possano essere prodotti. Io stesso ho delle perplessità sull'uno o l'altro modello.


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