Fisica

Fisica statistica per la modellizzazione di reti

Fisici esperti di teoria delle reti hanno creato metodi e idee della fisica statistica per la biologia e la descrizione di reti sociali ed economiche

Una collaborazione tra Istituto dei sistemi complessi del Cnr, Imt di Lucca e Università di Leiden ha prodotto un framework comune, basato sulle idee proprie della fisica statistica, per la modellizzazione di reti complesse, applicabile a sistemi reali che spaziano da quelli socio-economici a quelli naturali.

La principale applicazione si ha quando bisogna ricostruire la struttura di tali sistemi a partire da informazioni parziali. Ad esempio, nel caso delle banche e degli scambi finanziari coperti dalla privacy. Lo studio è pubblicato nel numero inaugurale di Nature Reviews Physics

Molti sistemi socio-economici e naturali possono essere efficacemente modellizzati come reti in cui i nodi rappresentano gli elementi che interagiscono tra loro e i legami le interazioni stesse le quali spesso danno luogo a strutture complesse ed irregolari. Tale modellizzazione è fondamentale per lo studio approfondito di tali sistemi: talvolta, però, non si ha accesso alla struttura totale della rete, ma si ha un'informazione parziale, da cui sorge la necessità di elaborare modelli statistici adatti alla ricostruzione della rete globale.

Fisici esperti di teoria delle reti dell'Istituto dei sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isc), in collaborazione con colleghi della scuola Imt di Lucca e dell'Università di Leiden in Olanda, hanno pubblicato nel numero inaugurale di Nature Reviews Physics un lavoro dove si presenta un approccio matematico comune a questi problemi, basato sui metodi e le idee proprie della fisica statistica, che permette ampie applicazioni in ambiti scientifici che vanno dalla biologia alla descrizione delle reti sociali ed economiche.

“Spesso questi sistemi sono schematizzati come reti per le quali, nel recente passato, sono stati sviluppati molti strumenti teorici e numerici di analisi, a partire dalla teoria matematica dei grafi. È il caso per esempio delle reti bancarie che scambiano moneta o titoli, degli ecosistemi con specie legate da rapporti preda-predatore o delle rete funzionali delle aree corticali del cervello, che interagiscono dinamicamente”, spiega Andrea Gabrielli, ricercatore Cnr-Isc. “Tuttavia, per limiti sperimentali o imposti dall'esterno, come le clausole di privacy che non permettono la conoscenza di tutti gli scambi finanziari in una rete interbancaria, l'informazione parziale sulla rete rende necessaria la formulazione di modelli statistici per dedurne le sue proprietà strutturali”.

Esiste solo la percezione del tempo

Il tempo è l’unico concetto soggettivo che non è un concetto fisico reale. È chiara quindi l’idea che il tempo non è un concetto fisico valido

Il tempo – come concetto valido in fisica – non esiste. Questi articoli intendono chiarire e mostrare come ciò aiuti a comprendere vari altri concetti della fisica.

Il principio sottostante è il positivismo. Questo chiarisce i “potenziali elettromagnetici avanzati”, l’equilibrio nell’uso delle trasformazioni covarianti, la natura dei buchi neri e il Big Bang. Si discuterà anche della natura di Dio e se ne mostrerà la coerenza con l’idea che il tempo non esista. Saranno anche aggiunti commenti su scienza e religione. Infine, una discussione sulla natura della scienza e sulla funzione d’onda dell’universo, dimostrerà che tutta la nostra conoscenza fino ad ora è necessariamente incompleta.

Una delle idee fondamentali della fisica è il positivismo logico. Una dichiarazione ha senso se, e solo se, può essere dimostrata vera o falsa, almeno in linea di principio, attraverso l’esperienza. Una teoria della fisica è un sistema matematico, i cui concetti possono essere misurati o osservati sperimentalmente. Un concetto che non può essere osservato, per principio non esiste.

Prendiamo il concetto di tempo. Noi tutti crediamo nella realtà di questo concetto fisico. Misuriamo il tempo usando gli orologi. Tuttavia, ulteriori analisi mostrano che questo significa che non possiamo osservare, in linea di principio, il passato. Anche quando guardiamo immagini che riprendono eventi passati, quello che stiamo facendo è guardare delle immagini nel presente. Il passato esiste, solo nel senso di una sua immagine che esiste adesso. Il futuro, naturalmente, non esiste ancora. E se né il passato né il futuro esistono come concetti validi in fisica, allora neanche il tempo può essere considerato tale.

Quando i fisici parlano del tempo, parlano di misurazioni effettuate mediante orologi. Consideriamo i diversi stati temporali che descrivono un esperimento fisico. Anche se il tempo esiste nelle equazioni, l’unica realtà è il presente. Il tempo nelle equazioni della fisica è solo una variabile intermedia, non una vera quantità fisica.

I fenomeni di sincronismo secondo la Fisica Quantistica

Quando si verificano coincidenze sorprendenti, ci sembra di essere connessi con il mondo intorno a noi in modo misterioso.

Ad esempio, mentre pensi a una canzone che non senti da anni, in quel preciso istante la danno alla radio. In questo caso, la tua mente sembra connessa con il mondo che ti circonda, la coincidenza si verifica cioè tra uno stato mentale e uno stato fisico. Le coincidenze si verificano però anche tra la psiche di due persone. Ad esempio: tu e un tuo amico comprate nello stesso momento involontariamente la stessa camicia.

«I fenomeni di sincronismo sono caratterizzati da una coincidenza significativa che si verifica tra uno stato mentale (soggettivo) e un evento del mondo esterno (oggettivo)», spiegano il dottorando Francois Martin, del Laboratorio di fisica teoretica dell’Università di Parigi e Federico Carminati, dottorando in Fisica dell’Organizzazione Europea per la Ricerca Nucleare (Cern), in un articolo intitolato “Syncronicity, Quantum Information and the Psyche”(1) (Il sincronismo non può essere spiegato dalla fisica classica. Sincronismo, informazione quantistica e la psiche), pubblicato sul Journal of Cosmology nel 2009.

Martin e Carminati affermano che il sincronismo non può essere spiegato dalla fisica classica.

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