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''Il nostro universo fisico non ha più come simbolo il moto regolare e periodico dei pianeti, moto che è alla base della meccanica classica. E' invece.

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2 ''Il nostro universo fisico non ha più come simbolo il moto regolare e periodico dei pianeti, moto che è alla base della meccanica classica. E' invece un universo di instabilità e fluttuazioni, che sono all'origine dell'incredibile ricchezza di forme e strutture che vediamo nel mondo intorno a noi. Abbiamo quindi bisogno di nuovi concetti e nuovi strumenti per descrivere una natura in cui evoluzione e pluralismo sono divenute le parole fondamentali''.

3 caoscomplessità scuola introdurre i concetti di caos e di complessità nel campo della scuola puo costituire un aiuto ad interpretare fenomeni che finora erano considerati talmente complicati da poter essere affrontati unicamente con il classico metodo analitico-riduttivo (scomposizione in sottoproblemi da analizzare poi uno ad uno singolarmente). Se il metodo riduttivo è stato ed è fondamentale per la conoscenza dei singoli particolari, in diverse problematiche, le metodologie introdotte dallo studio dei sistemi caotici e dei frattali sono e saranno sempre più importanti per la comprensione del funzionamento dei sistemi in cui molti particolari singoli sono integrati in un quadro strutturale o funzionale d'insieme.

4 La teoria del Caos, o meglio la teoria dei Sistemi Dinamici non lineari, può essere definita in questa maniera, i comportamenti della maggioranza dei fenomeni della natura e dell'uomo non procedono con ritmi che si ripetono, ma, dopo un periodo regolare, presentano in modo inaspettato una biforcazione in un punto critico che si moltiplica fino a generare una turbolenza. Un flusso regolare si scompone in vortici e mulinelli. Strutture irregolari interrompono la continuità del confine tra fluido e solido, per esempio quando il liquido si ghiaccia. La turbolenza genera mescolanza, disordine, causalità La turbolenza genera mescolanza, disordine, causalità. Tuttavia, le parti scomposte, i vortici nel moto dei fluidi, non fuggono via, ma restano vicini, pur seguendo regole proprie. Ciò avviene per un fenomeno che mescola ordine e disordine, rendendo, pur nella complessità, misurabile l'entropia. E in termodinamica classica, il primo ambito in cui l'entropia venne introdotta; (S) è una funzione di stato, che, quantifica l'indisponibilità di un sistema a produrre lavoro. Si introduce insieme al secondo principio della termodinamica e in base a questa definizione si può dire, in forma non rigorosa ma esplicativa, che quando un sistema passa da uno stato ordinato ad uno disordinato la sua entropia aumenta.

5 Il 29 dicembre 1979, il fisico Edward Lorenz presentò alla Conferenza annuale dell'American Association for the Advancement of Science, una relazione in cui ipotizzava come il battito delle ali di una farfalla in Brasile, a seguito di una catena di eventi, potesse provocare una tromba d'aria nel Texas. L'insolita quanto suggestiva relazione, diede il nome al cosiddetto butterfly effect, effetto farfalla.

6 Nel corso di un programma di simulazione del clima, Lorenz fece un'inaspettata quanto importante scoperta. Una delle simulazioni climatiche si basava su dodici variabili, incluse relazioni non lineari. Lorenz scoprì che, ripetendo la stessa simulazione con valori leggermente diversi ( una serie di dati veniva prima arrotondata a sei cifre decimali e successivamente a tre ) l'evoluzione del clima elaborata dal computer, si discostava nettamente dai risultati precedenti. A quella che si configurava appena una perturbazione, dopo un'effimera somiglianza iniziale, si sostituiva un modello climatico completamente diverso.

7 Questo significa che i dati relativi alle condizioni iniziali dovrebbero essere misurati con un'accuratezza teoricamente infinita, ma ciò é praticamente impossibile. Quanto detto spiega perché le previsioni meteorologiche, sebbene descritte con le equazioni deterministiche della fisica, fluidodinamica e termodinamica, ed elaborate con raffinate tecniche di calcolo eseguite da super computer, producono risultati molto approssimativi.

8 sistemi complessi non lineari Le osservazioni precedenti hanno portato allo sviluppo della Teoria del Caos che pone limiti definiti alla prevedibilità dell'evoluzione di sistemi complessi non lineari. sistemi lineari Sono sistemi lineari quelli in cui una piccola variazione nello stato iniziale di un sistema fisico, chimico, biologico, o economico provoca una variazione corrispondentemente piccola nel suo stato finale: per esempio, colpendo leggermente più forte una palla da biliardo, questa andrà poco più lontano. sistemi non lineari Al contrario, sono sistemi non lineari le situazioni di un sistema in cui piccole differenze nelle condizioni iniziali producono differenze non prevedibili nel comportamento successivo. In queste condizioni un sistema può anche comportarsi in modo caotico in certi casi e in modo non caotico in altri. a= 3b a b

9 elementi che, apparentemente insignificanti, sono in grado, interagendo fra loro, di propagarsi e amplificarsi provocando effetti catastrofici L'effetto farfalla in conclusione, sottolinea come nella maggior parte dei sistemi biologici, chimici, fisici, economici e sociali, esistono degli elementi che, apparentemente insignificanti, sono in grado, interagendo fra loro, di propagarsi e amplificarsi provocando effetti catastrofici. Pertanto lincapacità di prevedere certi fenomeni, ad esempio, spiegare il comportamento di un sistema come la crescita della popolazione, l'eutrofizzazione delle coste marine, o le variazioni climatiche, a causa della sensibilità sulle condizioni iniziali, richiede la creazione di un modello. Un modello è una riproduzione semplificata della realtà, ossia un'astrazione che considera solamente le principali caratteristiche di quello che è il reale oggetto di studio.

10 ….un modello non può offrire garanzie di sicurezza assoluta ma è comunque un indispensabile strumento per il progresso della scienza e della tecnologia. Ad esempio: quando usciamo da casa per recarci al lavoro o per una gita, ci formiamo mentalmente l'idea del percorso che seguiremo, con la sosta per il giornale, o per il caffè, ma certo non prenderemo in considerazione la possibilità che un condor atterri sul tetto della nostra auto, o altri eventi improbabili. Automaticamente il pensiero opera una semplificazione della realtà, si crea un modello previsionale del percorso….

11 Nella vita della natura sono pochi i fenomeni lineari, mentre quelli caotici dominano… Caotiche sono le nuvole, i fiocchi di neve e le cascate…. ha ritmo caotico il ritmo appare sempre più regolare E caotico il movimento del cuore; contrariamente a quanto si pensava, un cuore sano ha ritmo caotico, mentre in un cuore malato il ritmo appare sempre più regolare…. La salute è caotica, la malattia è lineare I crolli delle borse sono fenomeni caotici.

12 I frattali sono figure matematiche dotate di dimensioni frazionarie e non intere,come invece accade per le figure della geometria Euclidea dove le rette hanno dimensione uno, i piani hanno dimensione due. I frattali sembrano rispecchiare nello spazio la complessità del comportamento dei sistemi caotici nel tempo. Benché non esistano in natura insiemi frattali in senso stretto, come non esistono rette o piani geometrici, alcuni oggetti naturali posseggono una struttura che approssima quella di tali insiemi (esempio le foglie degli alberi).

13 Possiamo dire che la traiettoria casuale di una sfera genera figure casuali ?... Se osserviamo il tavolo con le traiettorie possiamo riconoscere le seguenti figure geometriche: Triangoli e Trapezi

14 Possiamo affermare che anche in una classe di 25 ragazzi, sia possibile ricondurre gli svariati e complessi comportamenti, ad una forma più omogenea, semplice e concreta ?..... Lo studio della complessità potrebbe indicare due percorsi fondamentali che si assolvono in due passaggi: o La Razionalizzazione o lOrganizzazione ….. ….. dei pensieri e dei comportamenti

15 … un campione di calcio guadagna più di uno scienziato, più di un ingegnere, più di un professore … anche se queste ultime figure creano benessere e cose utili per un futuro migliore. Vero … ma mentre il campione di calcio non è lunico artefice della sua vita (per iniziare deve avere opportunità molto particolari, non basta solo la sua bravura, ci sono molti fattori che non dipendono solo dalla sua volontà); gli altri lo sono …. costruiscono il proprio futuro solo sulle proprie capacità; il successo arriva alla fine di un duro percorso di studi che ne consolida le conoscenze, le capacità e le competenze ….. maturano cultura e conoscenza di cose nuove, col progredire delle tecnologie e della società moderna.

16 PERCHE studio….? Per maturare il mio carattere Per arricchire le mie idee Per accrescere la capacità di esprimere i miei pensieri con gli altri Per saperne di più, ed essere consapevole di molte cose che mi circondano Per rispondere quindi alla maggior parte dei perché…

17 A cosa servono le materie che mi propone la scuola…..? Le materie che la scuola ti propone, sono il mezzo necessario per raggiungere, il sapere, lautonomia nel superare certi tipi di ostacolo. Il tuo percorso scolastico però ti insegnerà anche un adeguato atteggiamento comportamentale per vivere in società, in maniera positiva e nel rispetto delle regole.

18 Chi siamo noi …? Voi siete i soggetti primari nella scuola, i protagonisti Voi dovete interagire con le nozioni impartite, viverle in qualche modo; chiedete sempre e non accontentatevi mai, se non siete davvero CONVINTI Voi siete il FUTURO…

19 Nella scuola, ho solo lo studio come mezzo per arrivare alla comprensione ?.. LABORATORI No, nella nostra tipologia di scuola puoi frequentare i LABORATORI che sono i migliori strumenti per capire se si è capito ……

20 Tanti Auguri a tutti …. e…….. Buon Natale

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22 VITA VITA Ilya Prigogine è nato a Mosca il 25 gennaio 1917 e dal 1929 risiede a Bruxelles, dove dirige l'Istituto Internazionale di fisica e chimica Solvay. E' anche direttore del Centro di meccanica statistica dell'università di Texas a Austin. Nel 1977 ha ricevuto il premio Nobel per la chimica, grazie ad una teoria termodinamica applicata ai sistemi complessi. Il suo lavoro per la tesi di dottorato, discussa nel 1945, aveva come oggetto lo studio termodinamico dei processi irreversibili, che ha sempre costituito il punto focale dei suoi interessi di ricerca.Chimico e fisico di fama mondiale, si è occupato di problemi epistemologici e filosofici. OPERE OPERE Dall'essere al divenire. Tempo e complessità delle scienze fisiche (1978), Torino, 1986; La nuova alleanza. Uomo e natura in una scienza unificata (1979),Torino, 1981 (con Isabelle Stengers); Le strutture dissipative (1982); Dall'essere al divenire (1986); La nascita del tempo ( ), Roma, 1988; La complessità. Esplorazioni nei nuovi campi delle scienze (1987), Torino,1991; Tra il tempo e l'eternità (1988), Torino, 1989 (con I. Stengers); Le leggi del caos, Roma-Bari, PENSIERO PENSIERO Come fisico e chimico Ilya Prigogine ha studiato gli stati di non equilibrio, da cui ha elaborato la teoria dei processi irreversibili e la nozione di "strutture dissipative", quali sistemi che si generano, a partire da stati caotici, con dissipazione di energia, in condizione di lontananza dallo stato di equilibrio. I suoi interessi, però, si sono rivolti anche alla storia della scienza moderna di cui ha ripercorso le tappe principali nel suo libro più noto, La nuova alleanza. Da un punto di vista più strettamente filosofico ha elaborato una serie di ipotesi sul problema del tempo, collocandosi a metà strada tra cosmologia e filosofia. HOME


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