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


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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 [email protected] 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


L'insostenibile leggerezza dei Sistemi Complessi

Sfide e prospettive di una "nuova" Fisica

  • Armando Bazzani

  • Laboratoriodi ‘FisicadellaCitta’ - DIFA Universitàdi Bologna

  • INFN sezionedi Bologna

  • [email protected]

  • www.physycom.unibo.it


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)


Vari aspetti della Complessità

Sistemi Fisici

Lo stato fluido


La Complessità nella Fisica


La Complessità nei Biosistemi

La struttura delle Proteine

Network genetici


La Complessità nei Biosistemi

I sistemi neurali


La Complessità nei Biosistemi

L’Evoluzione delle Specie


La Complessità in Economia

Network Economici


La Complessità nei sistemi sociali

La diffusione delle epidemie


La Complessità nei sistemi sociali

Network Sociali e internet


La Complessità nei sistemi sociali

La Mobilità Umana


Catteristichedellacomplessità

  • Sistemi a molti gradi di libertà

  • Componenti eterogenei

  • Interazioni dominate dall’informazione e non dall’energia

  • Stati macroscopici di non equilibrio


FisicadeiSistemiComplessi

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


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)


FisicadeiSistemiComplessi

L.Boltzmann

J.VonNeumann


Criticità e transizionidifase


InterazioniCollettive


Auto-organizzazione


ProprietàEmergenti


FisicadeiSistemiComplessi

Osservazioni ed Esperimenti

Modelli e Simulazioni

Nuove Teorie e Leggi Fisiche


Dati GPS per la Mobilità Urbana


Mobilità urbana

Fenomeni di isteresi: congestione

Distribuzione dei viaggi


Tempo Urbano


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


Obiettivo


Conclusioni


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