Introduction to Complexity: What are Complex Systems?YouTube↗  IA↗(long shot)
Science & Technology  33.4K views 235 likes 1 dislikes   13 Sep 2018
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what is your definition of complex
Qual è la tua definizione di "sistemi complessi"?
systems so my one sentence definition is
Beh, la mia definizione, in una frase, è
systems don't that don't yield to
sistemi che non si prestano ad
compact forms of representation or
essere rappresentati o descritti
description I should explain that you
in forma compatta, e lo dovrei spiegare meglio.
know in in in the systems of physicists
Nei sistemi di cui si occupano i fisici,
study you can often write down on one page a few very beautiful elegant
spesso basta scrivere in una sola pagina
equations like Newton's laws for the
qualche bella ed elegante equazione, come quelle della legge di Newton
conservation of momentum or the Maxwell
sulla conservazione del momento, o le equazioni di campo di Maxwell
field equations or electromagnetism and
per l'elettromagnetismo, e così via.
so forth and you can explain a huge amount of empirical data AB when it
E puoi spiegare moltissimi dati empirici
comes to the genome or the brain or
quando si parla di genoma, o del cervello, o di proprietà
properties of society or literary history as far as we know there are no
della storia sociale o della letteratura, per quanto ne sappiamo,
such beautiful elegant compact
non esistono descrizioni tanto belle, eleganti e compatte.
descriptions and that for me is evidence
Per me, è la prova
that we're dealing with a complex system now why of that so the reason why I
del fatto che abbiamo a che fare con un sistema complesso. Perché? Bene, il motivo per il quale penso che sia difficile
think it's difficult to do is because those are systems that encourage long
farlo è che si tratta di sistemi che codificano storie lunghe.
histories one of the characteristics for
Per me, una delle caratteristiche
me or of a complex system is it's found
di un sistema complesso è che ha trovato il modo,
a means or a mechanism for extracting from its environment some information in
o un meccanismo, per estrarre dal suo ambiente
order to use it to behave adaptively to predict and control and consequently
una qualche informazione, al fine di sfruttarla per adottare un comportamento adattivo. Fare previsioni e controllare.
need to be described using models that
Conseguentemente, è necessario descriverlo attraverso modelli
have a slightly different flavor to the
che hanno caratteristiche un po' diverse da quelle
ones that we've been traditionally familiar with in the mathematical Natural Sciences and typically those
alle quali siamo abituati nelle scienze matematiche e naturali.
models will be computation
Tipicamente, saranno modelli fatti da calcoli.
so I'm going to ask you a the same rush
Quindi, se ti ponessi
I'm asking everybody which is what is
la stessa domanda che faccio a tutti, e cioè
your definition of a complex system Oh No that's what everybody says in
qual è la tua definizione di sistema complesso. Oh no! Lo dicono tutti.
theoretical computer science we don't
Nell'informatica teorica, non diciamo che
say that uh we don't say that systems
certi sistemi, in sè, sono complessi o semplici,
are complex or simple per se we more typically say that questions are complex
normalmente diciamo che certe ricerche sono
if those questions require a lot of
complesse se quelle ricerche richiedono molte risorse computazionali
computational resources to solve a lot
per essere risolte. Molto tempo, molta memoria,
time a lot of memory a lot of communication between people on some
molta comunicazione tra le persone.
some limited resource different
Risorse limitate.
questions might have different levels of computational complexities so for
Ricerche diverse possono presentare livelli diversi di complessità computazionale. Per esempio,
instance if you if what you want to know is what will the system look like
se voi sapere che aspettò avrà il sistema
t-time steps from now well you can
fra t incrementi di tempo da ora,
answer that question with about tea time
puoi rispondere in un tempo t
by simulating it forward but an
eseguendo una simulazione in avanti, ma una domanda
interesting question might be well maybe there is no algorithm that works much
interessante potrebbe essere che forse non c'è un algoritmo che viene eseguito
faster than that maybe there's no way to leapfrog over a
molto più velocemente di così. Forse non c'è una scorciatoia per
lot of the history maybe like a chaotic dynamical system that has no closed-form
saltare oltre la storia. Forse, proprio come un sistema dinamico caotico che
solution maybe there is no shortcut to
non ha una soluzione in forma chiusa, forse non c'è un'alternativa breve
doing that laborious step-by-step
a quella laboriosa simulazione passo a passo.
simulation so for me I find it helpful to rather than saying is this system
A mio avviso lo trovo utile, piuttosto che
simple or complex I mean I don't deny
chiedersi se questo sistema sia semplice o complesso. Intendo dire che non nego
that we often have clear ideas about that but I find it helpful to change the question a little bit to give me a yes
che spesso abbiamo le idee chiare al riguardo, ma trovo utile cambiare un po' i termini della questione, fammi
or no question you want to answer about
una domanda alla quale vuoi una risposta "sì/no" su questo sistema,
this system or a quantity you want to compute about this system and then let's
o una quantità che vuoi misurare su questo sistema, e poi parleremo
talk about how hard it is computationally to answer that question
di quanto sia computazionalmente difficile rispondere a quella domanda
or compute that quantity well it's a complicated concept I didn't say complex just kind of
o misurare quella quantità. Beh, è un concetto complicato. Non ho detto complesso, ma solo
complicated um so this actually ties in
un po' complicato. Quindi, questo si ricollega a una discussione che faremo
with the discussion I'm sure will have on information so I have a rather
di certo, sull'informazione, e ho un'idea piuttosto precisa
precise notion of what I mean when I refer to a natural or artificial system
di cosa intendo dire quando mi riferisco a un sistema naturale
as complex and what I mean in particular is that it has a very sophisticated
o artificiale come a un sistema complesso, e intendo in particolare che presenta
internal causal architecture that stores
una struttura causale interna molto sofisticata, che registra e processa delle informazioni.
and processes information so the technical things we'll talk about
Quindi, i tecnicismi di cui parleremo fra poco hanno a che fare
shortly have to do with how we measure stored information in the amount of
con il modo in cui misuriamo delle informazioni memorizzate e il loro livello di strutturazione.
structure so information in many ways stands in for trying to describe how
Quindi, in un certo modo, l'informazione ha il ruolo di cercare di descrivere
complex a complex system is various
com'è fatto un sistema complesso, e diversi
kinds of information processing and storage can be associated with how a
tipi di elaborazione e memorizzazione dell'informazione si possono associare alla maniera in cui un sistema è organizzato.
system is organized so it's it's a key concept certainly Shannon's original
Certamente è un concetto fondamentale.
notion of information as degree of
L'idea originaria di Shannon sull'informazione come grado di "sorpresa",
surprise a degree of unpredictability to
il livello di impredicibilità di un sistema, o quanto casuale un sistema sia
system or how randomness systems needs to be augmented so that's certainly the
dev'essere sviluppato ulteriormente. Sicuramente è centrale al mio lavoro
focus of a lot of my work is trying to delineate that there are many different
cercare di mostrare che ci sono molti tipi diversi di informazione,
kinds of information not just Shannon
non solo l'informazione Shannoniana.
Ian information so my definition of complex systems is a system that has
Dunque, la mia definizione di sistemi complessi è quella di un sistema
interactions it has nonlinear elements
che interagisce. Possiede elementi di non-linearità.
in it I tend to work on high dimensional systems not low dimensional systems and
Ho la tendenza a lavorare su sistemi a molte dimensioni, non poche.
I like to use the methods the
E im piace usare gli strumenti della meccanica statistica
statistical mechanics from physics to understand problems in these systems
della fisica per comprendere i problemi in questi sistemi.
most of the time the interesting features in these systems have scaling
Il più delle volte, le caratteristiche interessanti di questi sistemi
properties that is to say they have
hanno la proprietà di scalare, cioè obbediscono a una legge di potenza (power law)
power laws or fractal objects in them bedded in them in some place either in
o contengono oggetti frattali, incorporati da qualche parte,
the actual physical arrangement of them
o nell'effettiva disposizione fisica
or in terms of the statistics that you
o in termini delle statistiche che osservi.
see so my basic definition is a complex system consists of a bunch of entities
Dunque, la mia definizione fondamentale è che un sistema complesso consiste di un mucchio di entità
that may not start out diverse but end up being diverse they're connected in
che potrebbero essere uguali all'inizio, ma che alla fine sono diversificate. Sono collegate,
some way I usually do some sort of network structure or some spatial
in qualche modo, normalmente attraverso una qualche struttura di rete o spaziale,
structure and they get information and
e acquisiscono informazione e segnali attraverso quella rete,
signals through that network or local structure but they also sometimes get some global signals or global
o struttura locale, ma a volte ricevono anche segnali o informazioni globali,
information which could be prices in a market or temperature something like
che potrebbero essere prezzi in un mercato, o la temperatura in un sistema, cosicché
that in the system so in addition to being sort of diverse and interconnected they're also interdependent so the
oltre ad essere in un certo senso variegati e interconnessi, sono anche indipendenti, in modo che
actions of one you know agent in the
le azioni di un agente nel sistema in un certo modo
system will sort of influence or have implications for another agent so in the
influenzeranno o avranno implicazioni per un altro agente. Quindi, nel contesto
context a social system like economic I'll say if I go out and buy bread at
di un sistema sociale, come nell'economia, dirò che se vado a comprare del pane in un negozio di alimentari,
the grocery store whether I buy whole-wheat bread or white bread you
sia che io compri pane integrale o pane bianco, non importa.
really don't care it's not interdependent you know there's no real
Non c'è interdipendenza. Non c'è una cera interdipendenza forte, se non
strong interdependence other than through the prices but if I decide to like you know drive my car on the road
i prezzi. Ma se decido di guidare normalmente o
or guide my car really fast on the road those sort of things then that actually
di andare troppo forte in macchina, questo è il genere di cose che potrebbe avere su di te un
can affect you in a big way so they're independent then the last thing is in addition to having sort of these these
grandissimo effetto. E quindi sono interdipendenti. E l'ultima cosa oltre a presentare questi
interdependent behaviors and networks in diverse agents that the agents adapt and
comportamenti interdipendenti, e le reti, e gli agenti diversificati, è che gli agenti
respond to the environment which they're in so it's not just a case of them
si adattano e reagiscono all'ambiente nel quale si trovano. Quindi non si tratta solo di
following simple rules but that they sort of adapt
seguire delle semplici regole, ma che in un certo senso si adattano. Quest'ultima parte
now this last part gets a bit tricky philosophically because adaptation is
diventa un po' sottile, filosoficamente, dal momento che l'adattamento non è altro che una regola
really just a higher-order rule so you have a sort of a first level rule within
di ordine superiore, quindi puoi avere una regola di primo livello, e poi una metaregola
a meta rule and so so you could say that they're rule-based but they're sort of
e quindi si potrebbe dire che sono basati su regole, ma in realtà sono basati su metaregole
meta rule-based that they allow for
che permettono loro di comportarsi in modo da
behavior that can respond to the signals are getting both sort of locally and
poter reagire ai segnali che ricevono, sia globalmente che localmente. Come ultima cosa,
globally the last thing I'd mentioned this is sort of a another sort of paradox on the definition of complex
c'è una specie di paradosso nella definizione di sistemi adattivi complessi, e cioè
adaptive system is a system like that can be complex but it need not be right
che un sistema del genere può essere complesso ma non lo deve essere necessariamente.
so system could have all those components to it but yet it could end up
Un sistema può incorporare quelle compomenti, ma può finire per produrre
producing an equilibrium so if I look at you know especially economic system some
un equilibrio. Specialmente se osservo un sistema economico
parts of economic systems really equilibrate quite well but then others
alcune parti dei sistemi economici di tengono molto bene in equilibrio, ma altre
end up being really complex so if you look at oil consumption over
finiscono per essere veramente complesse. Se consideri il consumo di petrolio
time the global level that's pretty predictable it's a pretty
a livello globale, nel tempo, è piuttosto prevedibile, è un andamento piuttosto stabile
stable pattern but if I look at oil prices over time that's complex because
ma se osservo i prezzi del petrolio nel tempo, è complesso, perché
there's much more sort of inter dependencies and all those things come
c'è molta più interdipendenza, e quelle cose entrano in gioco.
into play so John and I sometimes joke that we maybe should call it systems
A volte scherzo con John Holland dicendogli che dovremmo chiamarli sistemi in grado di produrre
capable of producing complexity sound as
complessità. Non suona particolarmente notevole.
a as marketable okay well that's a question people have been raised a lot
Ebbene, c'è una questione che è stata molto dibattuta.
but uh I guess uh most people would
Suppongo
agree that a complex system is a system of many interacting parts where the the
che molti sarebbero d'accordo sul fatto che un sistema complesso è costituito da molte parti interagenti in cui
system is more than just the sum of its parts
il sistema è più della somma delle sue parti.
it shows emergent behaviors which are not just the sum of the individual
Mostra comportamenti emergenti che non sono solo la somma dei comportamenti individuali
behaviors of the parts other people add
delle parti. Altri aggiungono
extra elements so that birthing us probably what my definition is pretty
elementi ulteriori, ma probabilmente la mia definizione
much it's a system of interacting parts
è tutta lì. Un sistema di parti intergenti che mostra comportamenti emergenti.
which shows emotion behaviors okay that's pretty simple what sort of unpacking that is takes a
Piuttosto semplice. Ma spacchettare il tutto
little more time but so I'm going to give you a definition of complex systems
richiede del tempo in più. Quindi vi darò una definizione di sistemi complessi, ma
but I will remind you that many
vi devo ricordare che molti concetti importanti
important concepts like virtue and life are very hard to define and I think
come la virtù e la vita sono molto difficili da definire
complex systems are somewhat in that
e penso che i sistemi complessi ricadano in quella categoria.
category but nonetheless the kinds of systems that I call complex have many interacting active components and the
Comunque, i tipi di sistemi che chiamo complessi hanno molte componenti attive interagenti
interactions between the components have
e le interazioni tra le componenti hanno
non-trivial or nonlinear interactions and that leads
interazioni non banali o non lineari
to the system having unpredictable
e ciò risulta in un comportamento imprevedibile del sistema. Può essere che
behavior you may have heard that those things before but importantly all of the
siano cose già sentite. Ma soprattutto,
components are either learning or
tutte le componenti imparano, o
modifying their behavior in some way while the system is is behaving and so
modificano in qualche misura il loro comportamento, mentre il sistema sta funzionando.
that that leads to all kinds of
Il che risulta in tutta una serie di dinamiche interessanti.
interesting dynamics so that's that's
Quando penso a un sistema complesso,
roughly what I think of when I think of a complex system so do you think adaptation is is essential for calm for
più o meno penso a questo. Pensi che l'adattamento sia
complex behavior well it's essential for the kind of complex behavior I'm most
essenziale per il comportamento complesso? Beh, è essenziale per il tipo di comportamento complesso al quale sono più interessato
interested in okay fair enough well I
Mi sembra giusto.
think my definition is probably like a
Penso che la mia definizione sia simile a quella di molti altri
lot of other people's definition in that
in quanto un sistema complesso è qualcosa
a complex system is something with a lot of interacting parts where something
con molte parti interagenti in cui qualcosa
about the way those parts behave when they interact is qualitatively different
nel modo in cui quelle parti si comportano quando interagiscono è qualitativamente diverso
than the way they behave if you look at them individually so it's something with
dal modo in cui si comportano se le osservi individualmente. Quindi
emergent phenomena and I think we can
è qualcosa che include fenomeni emergenti. E penso che possiamo cavillare
quibble about exactly what all those words really mean and so I might mean
sul vero significato di quei termini
something a little bit different and
per esempio potrei intendere qualcosa di leggermente diverso da qualcun altro,
some other people but I don't think I have anything particularly with a can by
ma non penso che ci sia nulla di veramente unico nella mia definizione.
definition complex systems tends to be
I sistemi complessi tendono ad essere oggetti
things that um there are different from simple are usually physical systems and
differenti da sistemi più semplici,
that they tend to be heterogeneous they
solitamente fisici, nel fatto di tendere ad essere eterogenei, tendono ad
didn't leave in May met be made up of parts they are not the same kind of
essere costituiti da parti che non sono dello stesso tipo. Per esempio,
parts for example people and firms in the city are all different than all the
le persone e le industrie in una città sono tutte diverse. Non sono tutte uguali.
same they tend to be many of them are
Tendono ad esserlo, molti sono aperti, anche se non tutti.
open-ended don't know all of them so a city or an echo system can keep on evolving and often the thing that makes
Quindi una città o un ecosistema può continuare ad evolversi
them harder to study in terms of making
Spesso ciò che li rende più difficili da studiare nel senso di fare previsioni
predictions about them is that they also typically have chains of causation of
su di essi è che tipicamente hanno delle catene di meccanismi
mechanisms that make things happen there are circulars so there are
causali che fanno sì che si verifichino fenomeni circolari, quindi ci sono retroazioni (feedback)
feedbacks both positive and negative that make their evolution are at least
sia positivi che negativi che fanno sì che la loro evoluzione
more difficult to study then then in
sia quantomeno più difficile da studiare che in sistemi fisici
simple physical systems are engineered systems where we can deal with them in
più semplici, o progettati, con i quali possiamo avere a che fare in regimi in cui si comportano più semplicemente
regimes where they're simpler linear and they respond in ways that we can at
o più linearmente, e possono rispondere in modi che possiamo quanto meno sperare di caratterizzare.
least help to characterize so those things sort of are still an operating definition of what a complex system
Queste sono ancora definizioni operative di ciò che un sistema complesso
might be but they go a long way to say what a complex system typically is from
potrebbe essere. Ma sono molto utili per spiegare che cosa sia, tipicamente,
ecosystems to organisms to ceilings to
un sistema complesso, a partire dagli ecosistemi, agli organismi, alle città, ai cervelli.
brains you know a complex system is is
Un sistema complesso è un sistema
one that contains you know enormous numbers of actors or agents that are
che contiene un numero enorme di attori o agenti
interacting usually in a nonlinear kind
che interagiscono, normalmente, in modo non lineare
of fashion from which all kinds of
da cui tutti i tipi di
multi-level behavior evolves from so there are these
comportamento multi-livello evolvono.
emergent phenomena but also I think a
Ci sono questi fenomeni emergenti, ma penso anche
critical part of a complex system that
che una componente cruciale di un sistema complesso, che lo differenzia
distinguishes it from what we might call a simple system like the motion of the
da ciò che potremmo chiamare un sistema semplice, come il moto dei pianeti attorno al sole,
planets around the Sun is that on the
è che, da una parte, non si può
one hand you can't encapsulate the dynamics in just a few simple equations and that is intimately related to the
ridurre le dinamiche in qualche semplice equazione, il che è profondamente collegato
fact that these systems are uniquely
al fatto che questi sistemi evolvono
evolving and are adaptable and I think
e sono adattivi. E penso che sia una delle differenze
this is the one of the most crucial differences between that and traditional
più cruciali tra quello e i sistemi tradizionali con cui
systems that I've dealt with in most of my career under the guise of physics
ho avuto a che fare in gran parte della mia carriera come fisico. Sottotitoli fatti dalla comunità Amara.org
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