NEXUS - Perché la natura, la società, l’economia, la comunicazione funzionano allo stesso modo
Negli anni Sessanta
Stanley Milgram, allora giovane ricercatore dell’Università di Harvard, al costo di poche decine di buste e francobolli, utilizzò il servizio postale degli Stati Uniti per analizzare la struttura della società e confermare, con valide prove sperimentali che, almeno dal punto di vista sociale, la frase “Come è piccolo il mondo!” era assolutamente vera. Egli verificò che ogni essere umano è (in media) legato a un altro da solo sei passaggi: sei gradi di separazione. Era nata la sorprendente
teoria dei piccoli mondi.
Mark Buchanan, fisico e redattore della rivista
Nature, ci illustra gli albori ed i risultati ottenuti da una scienza multidisciplinare che, spaziando dalla biologia alla medicina, dalla fisica alla sociologia, sta portando alla luce una nuova possibilità di analisi dei sistemi complessi. Il lavoro e gli studi compiuti da diversi studiosi nell’arco degli ultimi trent’anni hanno evidenziato che si possono scoprire leggi e comportamenti universali, non immediatamente riconoscibili, analizzando la struttura delle connessioni tra gli elementi di un insieme di qualunque tipo, dalla rete neurale del cervello ad Internet, dalla rete biochimica del lievito di birra alla rete di distribuzione elettrica degli Stati Uniti, dall’ecosistema globale alla rete dei nostri amici e conoscenti. Proprietà matematiche - semplici o di natura non lineare - possono determinare i meccanismi evolutivi di una rete e del flusso informativo all’interno di essa.
Se proviamo a costruire una simulazione dell’insieme di relazioni umane di una società, la prima idea sarebbe di generare un grafo - ossia una rappresentazione della rete costituita da punti che identificano un individuo e da linee che unendo i punti simulano i legami tra individui - del tutto casuale. In realtà la rete di conoscenze di ciascuno è, di solito, piuttosto piccola e concentrata nell’ambito locale. Un modello migliore può essere quello di punti disposti su una circonferenza, in cui ogni punto-persona è connesso solo con alcuni dei punti vicini. In questo modo ogni individuo, per entrare in contatto con un altro situato dalla parte opposta della circonferenza, dovrà iniziare un lungo cammino di contatti, interpellando prima i suoi vicini, che poi a loro volta si rivolgeranno ai loro vicini più prossimi e così via.
Se consideriamo questo modello con un numero di punti pari a 6 miliardi - rappresentativi della popolazione mondiale - ciascuno collegato con i suoi 50 vicini, il grado di separazione, cioè il numero di passaggi per collegare tra loro due individui posti all’estremità della circonferenza, è pari a 60 milioni.
Duncan Watts e
Steven Strogatz - del quale suggerisco di leggere “Sincronia. I ritmi della natura. I nostri ritmi” edito da Rizzoli, nel 2003 in cui riepiloga con grande capacità divulgativa le sue ricerche nel campo della complessità e delle reti di piccolo mondo - hanno dimostrato che introducendo un piccolissimo numero (tre su diecimila) di connessioni casuali tra i punti, il numero di gradi di separazione scende a circa sei! Era stata così confermata teoricamente la tesi di
Milgram citata all’inizio. Naturalmente i legami casuali rappresentano quei contatti o conoscenze che un individuo può avere al di fuori della sua cerchia abituale, per esempio la conoscenza tramite chat e e-mail o la frequentazione occasionale d’un amico in un altro continente. E sono proprio questi legami
deboli che, come delle scorciatoie, permettono alle unità della rete di entrare in contatto in modo veloce con altre unità non appartenenti al proprio vicinato.
Altri esperimenti, anche empirici, che confermano la validità del modello di piccolo mondo sono stati effettuati nel mondo scientifico. Uno dei più famosi è un gioco nato su Internet qualche anno fa, l'
oracolo di Bacon, così chiamato perché inizialmente venne preso come riferimento l’attore Kevin Bacon, il protagonista di
Footloose: se consideriamo come conoscenza diretta tra due attori l’aver partecipato allo stesso film, possiamo verificare che, in media, due attori qualsiasi, del passato o contemporanei, hanno tra loro quattro gradi di separazione.
I fisici
Albert-László Barabási e
Réka Albert hanno elaborato uno schema diverso di rete di piccolo mondo, che tuttavia conserva e rafforza le caratteristiche di aggregazione ed i pochi gradi di separazione tra individui. Innanzi tutto, secondo i due studiosi, bisogna considerare che in natura una rete nasce e cresce seguendo alcune regole. Una di queste è che ogni elemento nuovo tende a connettersi con un punto che di per sé ha già molti collegamenti -
”i ricchi diventano sempre più ricchi…” - creando un insieme di hub con moltissime connessioni. Esempio indicativo ne è il Web all'interno del quale esistono pochi siti con un enorme numero di collegamenti e tantissimi siti con pochi collegamenti, secondo una legge di potenza ben nota agli scienziati ed ai matematici. Una rete di questo tipo oltre ad essere ben connessa attraverso i collegamenti tra gli hub è anche molto robusta ad attacchi esterni casuali, in quanto esistono comunque numerosi percorsi alternativi qualora un nodo generico venga messo fuori uso. Sfortunatamente essi sono vulnerabili ad attacchi mirati ai pochi gangli vitali presenti. Una rete di questo tipo viene detta
aristocratica per differenziarla da quella
egualitaria di
Watts e
Strogatz.
In sostanza ciò che gli studi mettono in evidenza è che sistemi estremamente complessi hanno caratteristiche tali da renderli aderenti al modello di piccolo mondo, facilitandone lo studio. Sorprendentemente queste strutture, siano esse naturali, artificiali o sociali, siano esse il prodotto di un processo di nascita ed evoluzione o siano state progettate dall’alto, sono estremamente efficienti, veloci e robuste rispetto a guasti o all’eliminazione di singole componenti.
In campo sociale gli studi del sociologo
Mark Granovetter vengono spesso messi in relazioni con le nuove teorie delle reti. La considerazione di partenza su cui si basa il lavoro di
Granovetter è che gli individui perseguono obiettivi non solo strettamente personali, ma condizionati dai vincoli della vita sociale, agendo quindi con quella che viene definita una
razionalità imperfetta. L’analisi delle relazioni tra individui tramite le risorse metodologiche della
network analysis è quindi imprescindibile se si vogliono studiare le dinamiche delle organizzazioni sociali. Sua, per esempio, è la dimostrazione di un fenomeno di cui tutti noi abbiamo avuto esperienza e cioè di quanto possano risultare importanti i legami personali nella determinazione dell’incontro tra la domanda e l’offerta di lavoro.
NEXUS ci aiuta a scoprire quali saranno i possibili utilizzi di questa giovane scienza. In campo sanitario lo studio del diffondersi delle epidemie potrebbe essere fortemente agevolato dalla conoscenza dei passaggi e delle scorciatoie che un virus percorre in una rete di piccolo mondo. Inoltre si sarà in grado di sviluppare tecniche sempre più efficaci per gestire e pubblicizzare siti Web e, sempre rimanendo nel mondo virtuale, si potrà proteggere meglio Internet dagli attacchi esterni e dai guasti interni. La concentrazione del potere economico e finanziario nelle mani di pochi individui potrà essere analizzata e, all’occorrenza, limitata e controllata; la lotta al terrorismo agevolata, considerando che i terroristi internazionali sono ovviamente organizzati in una rete di piccolo mondo, grazie a cellule debolmente collegate tra loro; ancora, le ricerche in campo neurologico potranno avvalersi delle teorie di
Watts e
Strogatz, dal momento che è già noto come nel cervello i neuroni, generalmente collegati con i loro vicini, si avvalgano anche di legami diretti di “lunga distanza” con neuroni posti in diverse zone del cervello stesso. In realtà i campi di applicazione sono molteplici e solo il tempo e i successivi studi potranno chiarire ogni eventuale applicazione della teoria delle reti di piccolo mondo.