Complessità sociale e cognitivaRosaria Conte

Labss

ISTC-CNR

L’approccio della complessità ai sistemi sociali

Tendenza in atto da tempo, Reti

• Industriali e di innovazione• infrastrutturali• criminali e terroristiche

Sistemi dinamici• Dinamica delle opinioni (anche su Internet)• Dinamica del voto• Traffico urbano• Movimenti di massa e folla

Simulazione su computer• Segregazione • Cooperazione e conformità• Emergenza di norme sociali• Urbanizzazione • Effetti delle policy• Distribuzione e gestione di risorse

A partire dagli anni 70 gli USA conoscono un fenomeno metropolitano, lo “urban flight” (fuga dalla città), che vede la upper-middle class abbandonare le downtown, il centro cittadino, alle minoranze etniche e sociali. I modelli della segregazione basati sulla simulazione su computer (Schelling, 1971) hanno indagato il livello di intolleranza etnica necessario a determinare le barriere spaziali fra un gruppo e l’altro. Si trovò che basta una bassa intolleranza per produrre l’effetto.

A partire dagli anni 70 gli USA conoscono un fenomeno metropolitano, lo “urban flight” (fuga dalla città), che vede la upper-middle class abbandonare le downtown, il centro cittadino, alle minoranze etniche e sociali. I modelli della segregazione basati sulla simulazione su computer (Schelling, 1971) hanno indagato il livello di intolleranza etnica necessario a determinare le barriere spaziali fra un gruppo e l’altro. Si trovò che basta una bassa intolleranza per produrre l’effetto.

Perché? Importazione di strumenti

dalla scienza fisica Modelli fisico-statistici Metodi simulativi, automi

cellulari Concetti particolarmente

fortunati: • Non-linearità• Rete• Emergenza, • Auto-organizzazione• Evoluzione e adattività

Ma che cos’è l’algoritmo evoluzionistico, con il quale Darwin ha spiegato la diversità delle forme viventi?

E’ una sequenza di tre operazioni, mutazione, selezione e riproduzione (o fissazione nel codice genetico), attraverso la quale una mutazione del codice genetico di una specie che si rivela utile per la sopravvivenza dell’organismo di cui fa parte in un ambiente dato, viene selezionata. Coloro che ne sono provvisti si riprodurranno di più di coloro che ne sono privi, e la mutazione, di conseguenza, entrerà a far parte del codice genetico della specie in oggetto.

Ma che cos’è l’algoritmo evoluzionistico, con il quale Darwin ha spiegato la diversità delle forme viventi?

E’ una sequenza di tre operazioni, mutazione, selezione e riproduzione (o fissazione nel codice genetico), attraverso la quale una mutazione del codice genetico di una specie che si rivela utile per la sopravvivenza dell’organismo di cui fa parte in un ambiente dato, viene selezionata. Coloro che ne sono provvisti si riprodurranno di più di coloro che ne sono privi, e la mutazione, di conseguenza, entrerà a far parte del codice genetico della specie in oggetto.

Quando un sistema sociale è complesso ?

Livelli multipli: macro (fenomeni aggregati o collettivi), meso (interazione sociale fra attori sociali), micro (l’agente individuale sociale).

Loop e pattern di interazione non lineari: Emergenza Causalià

Multirealizzabilità: strutture e proprietà simili implementate su micro-livelli diversi; es.

differenziazione sociale emerge da • eterogeneità, • non uniforme distribuzione di risorse

Autorità• strutture di dominanza• Tradizione

Norme• Divisione del lavoro e reciprocità• Coordinazione

I sistemi complessi hanno un andamento ricorsivo. Ciò che rappresenta il livello micro di un sistema, ad esempio di una rete industriale, costituisce il livello macro rispetto al sistema aziendale. Lo stesso individuo è l’unità micro di una organizzazione sociale, ma è il livello macro rispetto alle componenti del suo organismo.

I sistemi complessi hanno un andamento ricorsivo. Ciò che rappresenta il livello micro di un sistema, ad esempio di una rete industriale, costituisce il livello macro rispetto al sistema aziendale. Lo stesso individuo è l’unità micro di una organizzazione sociale, ma è il livello macro rispetto alle componenti del suo organismo.

La differenzazione quantitativa può emergere da quella puramente quantitativa: un gruppo di individui dotati dello stesso numero di risorse eterogenee e di bisogni altrettanto eterogenei fa emergere reti di dipendenza che retroagiscono generando maggiore o minore potere di scelta dell’individuo.

La differenzazione quantitativa può emergere da quella puramente quantitativa: un gruppo di individui dotati dello stesso numero di risorse eterogenee e di bisogni altrettanto eterogenei fa emergere reti di dipendenza che retroagiscono generando maggiore o minore potere di scelta dell’individuo.

Emergenza

Processo grazie al quale un sistema complesso genera spontaneamente strutture, configurazioni e proprietà nuove. Direzioni

• Unidirezionale

• Feedback• Emergenza di 2ndo ordine• Proprietà derivate al livello micro dai fenomeni emergenti al livello macro

E’ l’aspetto fondamentale della complessità, ossia la generazione di novità, differenza e innovazione.

E’ inoltre un processo più generale dell’evoluzione, che ne rappresenta un caso particolare. A differenza dell’effetto evoluto, quello emergente infatti può essere improvviso e instabile.

E’ l’aspetto fondamentale della complessità, ossia la generazione di novità, differenza e innovazione.

E’ inoltre un processo più generale dell’evoluzione, che ne rappresenta un caso particolare. A differenza dell’effetto evoluto, quello emergente infatti può essere improvviso e instabile.Si deve ricordare che un effetto può emergere durante il perseguimento deliberato di un risultato. L’effetto spontaneo e quello deliberato non sono incompatibili.

Si deve ricordare che un effetto può emergere durante il perseguimento deliberato di un risultato. L’effetto spontaneo e quello deliberato non sono incompatibili.

L’emergenza di 2° ordine consiste nella rappresentazione consapevole dell’effetto emerso (ciò ha fatto emergere la nostra coscienza secondo Daniel Dennet (1995). Ma non necessariamente la retroazione comporta consapevolezza (si pensi alla differenziazione sociale basata su eteroegeneità.

L’emergenza di 2° ordine consiste nella rappresentazione consapevole dell’effetto emerso (ciò ha fatto emergere la nostra coscienza secondo Daniel Dennet (1995). Ma non necessariamente la retroazione comporta consapevolezza (si pensi alla differenziazione sociale basata su eteroegeneità.

Emergenza (cont’)

Multidirezionale: bottom-up, es. classico reti e tipi

di connessioni top-down, es. classico potere

individuali che derivano ai nodi dalle caratteristiche delle reti in cui sono immersi

orizzontale, es. classico è la profezia che si autoavvera.

Il processo dell’emergenza orizzontale è uno dei meno studiati. In realtà, sono diversi gli esempi di questo processo.

La profezia che si autoavvera ha dato luogo agli studi sul cd. Effetto Pigmalione (Rosenthal and Jacobsen, 1968), osservato nel corso di un esperimento fra scolari e maestri elementari: la convinzione de parte di questi ultimi che alcuni bambini avessero un alto Quoziente Intellettuale (IQ)- in realtà randomicamente assegnato dagli sperimentatori - bastò a determinare, dopo pochi mesi dalla prima sessione sperimentale, un aumento dell’IQ ed un migliore rendimento scolastico proprio dei soggetti considerati migliori.

Altri esempi di profezia che si autoavvera si registrano nelle varie forme di contagio, emotivo, affettivo, psicopatologico.

Il processo dell’emergenza orizzontale è uno dei meno studiati. In realtà, sono diversi gli esempi di questo processo.

La profezia che si autoavvera ha dato luogo agli studi sul cd. Effetto Pigmalione (Rosenthal and Jacobsen, 1968), osservato nel corso di un esperimento fra scolari e maestri elementari: la convinzione de parte di questi ultimi che alcuni bambini avessero un alto Quoziente Intellettuale (IQ)- in realtà randomicamente assegnato dagli sperimentatori - bastò a determinare, dopo pochi mesi dalla prima sessione sperimentale, un aumento dell’IQ ed un migliore rendimento scolastico proprio dei soggetti considerati migliori.

Altri esempi di profezia che si autoavvera si registrano nelle varie forme di contagio, emotivo, affettivo, psicopatologico.

Che cosa possiamo fare con la complessità?

Generare i sistemi sociali Modellare

• vari possibili micro-fondamenti (agent based modelling)

• processo emergenti Osservare l’effetto emergente in silico,

prima che si verifichi in società Studiare la dinamica del sistema sociale,

I loop multidirezionali L’adattamento al cambiare delle condizioni

esterne La distribuzione dell’informazione e i suoi

effetti Dar significato e testare importanti teorie

sociali • Teorie del cambiamento e del conflitto• Teorie delle gerarchie e della differenziazione

sociale• Teorie delle reti sociali, dello scambio e del

potere• Teorie evoluzionistiche della cultura.

Le teorie di Cavalli Sforza e Feldman sull’evoluzione culturale (1983) costituiscono un patrimonio scientifico di grande valore, ma non hano ancora ricevuto una conferma empirica sufficiente. In particolare, non ha ancora ricevuto conferma definitiva la prova della direzione di irradiamento della cultura dell’Homo Sapiens. Secondo Cavalli-Sforza, questa, specie avrebbe colonizzato l’intero pianeta a partire dall’Africa nord-orientale, ca. 150.000 anni fa procedendo verso l’Asia meridionale, l’Oceania, risalendo lungo le coste del Giappone, penetrando nella Siberia e da Nord, in Europa, e successivamente verso le Americhe.

Il metodo generativo potrebbe fornire un banco di prova di questa teoria.

Le teorie di Cavalli Sforza e Feldman sull’evoluzione culturale (1983) costituiscono un patrimonio scientifico di grande valore, ma non hano ancora ricevuto una conferma empirica sufficiente. In particolare, non ha ancora ricevuto conferma definitiva la prova della direzione di irradiamento della cultura dell’Homo Sapiens. Secondo Cavalli-Sforza, questa, specie avrebbe colonizzato l’intero pianeta a partire dall’Africa nord-orientale, ca. 150.000 anni fa procedendo verso l’Asia meridionale, l’Oceania, risalendo lungo le coste del Giappone, penetrando nella Siberia e da Nord, in Europa, e successivamente verso le Americhe.

Il metodo generativo potrebbe fornire un banco di prova di questa teoria.

Cognizione e Complessità

La mente come sistema complesso

Per quali proprietà e fenomeni ? Qual è il vantaggio di vederla come

un sistema complesso?

Che cos’è la mente?

Sistema dinamico complesso per agire sul mondo, raggiungere scopi risolvere problemi

Basato su rappresentazioni interne (simboliche e sub-simboliche) e Manipolazione di queste per Operazioni mentali

ragionamento confronto memorizzazione, classificazione e formazione di concetti pianificazione, ecc.

Tipi di architetture Computazionale

Sistema generale di soluzione di problemi Sistema teleo-funzionalista

Modulare (progressiva aggiunta di moduli specialistici)

Rete neurale (implementata e modellata sul sistema cerebrale)

Sistema computazionaleThomas Hobbes

L’idea che la mente sia una macchina computazionale nasce con Hobbes (1656): “Per raziocinio, io intendo computazione.”

Automi e vita artificiale

QuickTime™ e undecompressore TIFF (Non compresso)

sono necessari per visualizzare quest'immagine.

La macchina computazionale esegue algoritmi. Un algoritmo è una sequenza di operazioni in forma di istruzioni, che se eseguiti, hanno effetti sull’ambiente nel quale la macchina agisce.

La macchina computazionale esegue algoritmi. Un algoritmo è una sequenza di operazioni in forma di istruzioni, che se eseguiti, hanno effetti sull’ambiente nel quale la macchina agisce.

Solutore di problemi:Herbert Simon

Simon e Newell: i programmi "Logic Theory Machine" (1956)

"General Problem Solver" (GPS) (1957), forse il primo tentativo di separare la strategia di

problem solving dall'informazione sui

problemi da risolvere.

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Scondo Simon, la mente è un sistema fortemente integrato, astratto e generale.

Scondo Simon, la mente è un sistema fortemente integrato, astratto e generale.

Sistema teleofunzionalista: Daniel Dennett

Gli stati mentali (conoscenze, scopi, ecc.) sono identificati dalle loro funzioni rispettive,

E possono essere spiegati senza tener conto del sostrato fisico su cui essi sirealizzano (come la mente);

quindi, possono essere realizzati in vari modi e con vari mezzi, inclusi i computer.

Un sistema artificiale può avere la stessa vita di un sistema naturale, a condizione che abbia le stesse funzioni cognitive.

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Architettura modulare

Per la psicologia evoluzionistica, la mente è un “coltello svizzero”, che

include moduli - anche ma non necessariamente localizzati in aree

cerebrali - specializzati per l’esecuzione di vari compiti, per la soluzione di problemi adattativi nell’evoluzione della specie

L’impostazione modulare è complementare a quella di Simon. Ogni modulo è relativamente indipendente dagli altri ed è fortemente specializzato, come le funzioni di un coltello svizzero. Inoltre, i diversi moduli si possono essere evoluti in diversi momenti della filogenesi della specie, per rispondere a precisi problemi di adattamento posti dall’ambiente in circostanze particolari. Essi rappresentano quindi risposte adattative.

Un esempio per tutti è il modulo della norma di reciprocazione (Barkow et al., 1992).

L’impostazione modulare è complementare a quella di Simon. Ogni modulo è relativamente indipendente dagli altri ed è fortemente specializzato, come le funzioni di un coltello svizzero. Inoltre, i diversi moduli si possono essere evoluti in diversi momenti della filogenesi della specie, per rispondere a precisi problemi di adattamento posti dall’ambiente in circostanze particolari. Essi rappresentano quindi risposte adattative.

Un esempio per tutti è il modulo della norma di reciprocazione (Barkow et al., 1992).