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L'insostenibile leggerezza dei Sistemi Complessi Sfide e prospettive di una "nuova" Fisica

L'insostenibile leggerezza dei Sistemi Complessi Sfide e prospettive di una "nuova" Fisica. Armando Bazzani Laboratorio di ‘ Fisica della Citta ’ - DIFA Università di Bologna INFN sezione di Bologna armando.bazzani@unibo.it www.physycom.unibo.it. Che cos’è un sistema complesso.

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L'insostenibile leggerezza dei Sistemi Complessi Sfide e prospettive di una "nuova" Fisica

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Presentation Transcript

  1. L'insostenibile leggerezza dei Sistemi Complessi Sfide e prospettive di una "nuova" Fisica • Armando Bazzani • Laboratoriodi ‘FisicadellaCitta’ - DIFA Universitàdi Bologna • INFN sezionedi Bologna • armando.bazzani@unibo.it • www.physycom.unibo.it

  2. Che cos’è un sistema complesso ‘Tutti i sistemi semplici sono simili gli uni agli altri; ogni sistema complesso è complesso a modo suo.’ (L.Tolstoj: Anna Karenina incipit) ‘A complex system is a system composed of interconnected parts that as a whole exhibit one or more properties (behavior among the possible properties) not obvious from the properties of the individual parts.’ (Wikipedia)

  3. Vari aspetti della Complessità Sistemi Fisici Lo stato fluido

  4. La Complessità nella Fisica

  5. La Complessità nei Biosistemi La struttura delle Proteine Network genetici

  6. La Complessità nei Biosistemi I sistemi neurali

  7. La Complessità nei Biosistemi L’Evoluzione delle Specie

  8. La Complessità in Economia Network Economici

  9. La Complessità nei sistemi sociali La diffusione delle epidemie

  10. La Complessità nei sistemi sociali Network Sociali e internet

  11. La Complessità nei sistemi sociali La Mobilità Umana

  12. Catteristichedellacomplessità • Sistemi a molti gradi di libertà • Componenti eterogenei • Interazioni dominate dall’informazione e non dall’energia • Stati macroscopici di non equilibrio

  13. FisicadeiSistemiComplessi La Fisica è la Scienza che si occupa di descrivere la Natura (φύσις) attraverso il linguaggio della Matematica ricercando le Leggi Universali

  14. FisicadeiSistemiComplessi • Campi di ricerca interdisciplinare • Analisi di grandi quantità di dati (definizione di nuovi osservabili) • Studio di analitico e numerico di modelli ‘semplici’ • Ricerca di leggi ‘universali’ • Formulazione di Teorie Generali (predizione)

  15. FisicadeiSistemiComplessi L.Boltzmann J.VonNeumann

  16. Criticità e transizionidifase

  17. InterazioniCollettive

  18. Auto-organizzazione

  19. ProprietàEmergenti

  20. FisicadeiSistemiComplessi Osservazioni ed Esperimenti Modelli e Simulazioni Nuove Teorie e Leggi Fisiche

  21. Dati GPS per la Mobilità Urbana

  22. Mobilità urbana Fenomeni di isteresi: congestione Distribuzione dei viaggi

  23. Tempo Urbano

  24. Prospettive • Il numero di dati e osservazioni è in crescita esponenziale e si svilupperanno nuove tecniche per determinare osservabili e parametri di controllo • La potenza dei computer darà la possibilità di simulare modelli complessi • Nuovi sviluppi per la Matematica e nuove Teorie Fisiche • Riunificazione della ricerca scientifica in ambiti interdisciplinari

  25. Obiettivo

  26. Conclusioni

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