criticità auto-organizzantesi [Self-Organized Criticality, SOC]

criticita auto-organizzantesi [Self-Organized Criticality, SOC]

criticità auto-organizzantesi (Self-Organized Criticality, SOC) Proprietà che alcuni sistemi complessi dinamici possiedono di evolvere spontaneamente verso un attrattore associato a uno stato di c. del sistema. Ciò avviene ‘spontaneamente’ nel senso che tale dinamica verso l’attrattore non si ottiene modificando esogenamente i parametri del sistema, ma è endogenamente raggiunta dal sistema stesso. Lo stato di c. di quest’ultimo possiede le caratteristiche di invarianza spazio-temporale, che tipicamente definiscono una transizione di fase in sistemi dinamici. Quelli che sono caratterizzati da SOC evolvono quindi spontaneamente verso stati caratterizzati da elevata complessità, sebbene essi siano strutturalmente ‘semplici’, ovvero composti da entità microscopiche che interagiscono fra loro secondo schemi ripetitivi e per nulla complessi. In natura, l’esempio classico di un sistema caratterizzato da c. a. è il modello della pila o cumulo di sabbia, nel quale i granelli di sabbia vengono continuamente fatti cadere dall’alto in corrispondenza del vertice della pila. Ciò conduce a una pendenza limite della pila (lo stato auto-organizzato), che risulta essere abbastanza stabile e che genera valanghe di sabbia, la cui distribuzione dimensionale segue una legge di potenza: la probabilità di una valanga di dimensione S è proporzionale a 1/S. Questo implica che valanghe di dimensione arbitrariamente grande non sono impossibili, anche se sostanzialmente imprevedibili.

Criticità auto-organizzantesi ed economia computazionale

In economia, l’idea di c. a. è divenuta particolarmente rilevante nel contesto della branca scientifica, nota come economia computazionale basata sugli agenti (Agent-based Computational Economics, ACE; ➔ computazionale, economia). P. Bak, K. Chen, A. Scheinkman, nell’articolo Aggregate fluctuations from independent sectorial shocks («Ricerche economiche», 1993, 47, 1), costruiscono un modello di dinamica industriale in cui le imprese sono posizionate in una catena che procede dalla produzione di input primari a quella di beni finali e sono interconnesse in modo non banale da relazioni di input-output, mediate da decisioni di minimizzazione delle scorte: essi mostrano come questa industria, in presenza di piccoli shock dal lato della domanda, è caratterizzata da SOC. Nello stato critico auto-organizzato, l’economia è in grado di generare fluttuazioni la cui distribuzione dimensionale è una legge di potenza. In tal modo, si dimostra che il ciclo economico può essere generato endogenamente dal sistema grazie alle non-linearità indotte dalle interazioni tra agenti economici, e che fluttuazioni di grandi dimensioni (crisi) divengono una componente a probabilità non irrilevante, insita nel sistema stesso. In altre parole, i boom (➔) e le recessioni (➔ recessione) non sono necessariamente da considerarsi come l’effetto di shock (➔) esogeni al sistema, ma sono fenomeni che lo caratterizzano endogenamente.