Copertina
Autore Ludwing von Bertalanffy
Titolo Teoria generale dei sistemi
SottotitoloFondamenti, sviluppo, applicazioni
EdizioneILI, Milano, 1971, Campus 10 , pag. 408, cop.fle., dim. 130x192x30 mm
OriginaleGeneral System Theory
EdizioneBraziller, New York, 1968
TraduttoreEnrico Bellone
LettoreRenato di Stefano, 1975
Classe scienze naturali , scienze sociali , scienze umane , biologia , cibernetica
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Indice

Prefazione                                                11
Premessa                                                  19
Indicazioni sulle fonti dei vari capitoli                 23

 1. Introduzione                                          25

    Sistemi ovunque                                       25
    Sulla storia della teoria dei sistemi                 35
    Orientamenti nella teoria dei sistemi                 44

 2. Il significato della teoria generale dei sistemi      63

    La ricerca di una teoria generale dei sistemi         63
    Scopi della teoria generale dei sistemi               71
    Sistemi chiusi e aperti: limiti della fisica
    convenzionale                                         74
    Informazione ed entropia                              78
    Causalità e teleologia                                83
    Che cosa è l'organizzazione                           85
    La teoria generale dei sistemi e l'unità delle
    scienze                                               88
    La teoria generale dei sistemi nell'educazione: la
    produzione di generalisti scientifici                 89
    Scienza e società                                     91
    Il precetto fondamentale: l'uomo in quanto individuo  93

 3. Considerazioni matematiche di tipo elementare
    su alcuni concetti vertenti sui sistemi               95

    Il concetto di sistema                                95
    Accrescimento                                        104
    Competizione                                         108
    Globalità, somma, meccanicizzazione, centralizzazione112
    Finalità                                             124
    Tipi di finalità                                     127
    Isomorfismo nelle scienze                            131
    L'unità della scienza                                139
    Note sugli sviluppi della teoria matematica
    dei sistemi                                          144

 4. Progressi nella teoria generale dei sistemi          151

    Linee di tendenza e metodi d'approccio nella scienza
    dei sistemi                                          151
    Metodi della ricerca generale sui sistemi            159
    Progressi della teoria generale dei sistemi          166

 5. L'organismo considerato come un sistema fisico       195

    L'organismo come sistema aperto                      195
    Caratteristiche generali dei sistemi chimici aperti  201
    Equifinalità                                         210
    Applicazioni biologiche                              214

 6. Il modello di sistema aperto                         221

    La macchina vivente e le sue limitazioni             221
    Alcune caratteristiche dei sistemi aperti            224
    Sistemi aperti in biologia                           229
    Sistemi aperti e cibernetica                         235
    Problemi irrisolti                                   236
    Conclusione                                          240

 7. Alcuni aspetti della teoria dei sistemi in biologia  243

    Sistemi aperti e stati stazionari                    245
    Retroazione e omeostasi                              250
    Allometria e regola delle superfici                  254
    Teoria dell'accrescimento animale                    265
    Sommario                                             283

 8. Il concetto di sistema nelle scienze dell'uomo       285

    La rivoluzione organicista                           285
    L'immagine dell'uomo nel pensiero contemporaneo      287
    Nuovo orientamento teorico fondato sui sistemi       294
    I sistemi nelle scienze sociali                      297
    Un concetto di storia teoricamente fondato sui
    sistemi                                              301
    Il futuro secondo la teoria dei sistemi              309

 9. La teoria generale dei sistemi nella psicologia e
    nella psichiatria                                    313

    Le incertezze della psicologia moderna               313
    Concetti di sistema in psicopatologia                316
    Conclusione                                          333

10. La relatività delle categorie                        337

    L'ipotesi di Whorf                                   337
    La relatività biologica delle categorie              344
    La relatività culturale delle categorie              350
    Il prospettivismo                                    359
    Note                                                 372

Appendice:  il significato e l'unità delle scienze       375
Bibliografia                                             379
Suggerimenti per altre letture                           401
Addenda (1971)                                           405

 

 

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Prefazione



Nei pochi anni che sono seguiti alla pubblicazione di questo libro si sono avuti dei progressi notevoli nella teoria generale dei sistemi. Mi giunge pertanto gradita l'occasione, offertami da questa nuova edizione, di presentare alcuni commenti basandomi sullo stato attuale della teoria stessa.

Sono stato io a introdurre, una trentina d'anni or sono, l'ipotesi e il nome stesso di una teoria generale dei sistemi. A partire da allora la teoria generale dei sistemi sotto questo nome o altre definizioni consimili è diventata una disciplina pienamente riconosciuta come tale, con corsi, testi e antologie a livello universitario, con riviste specializzate, congressi, gruppi di ricerca, centri e con tutto il resto di quel bagaglio che è caratteristico di un settore accademico di insegnamento e di ricerca. Così l'ipotesi di una "nuova scienza", che io stesso ho enunciato, è diventata una realtà.

Tutto ciò si è basato su molti progressi e sviluppi che verranno passati in rassegna in questo volume. Il punto di vista collegato ai sistemi è penetrato, e si è in effetti dimostrato indispensabile, in una gran varietà di campi scientifici e tecnologici. Il che, unito al fatto che tale teoria rappresenta un nuovo "paradigma" nell'ambito del pensiero scientifico (rifacendoci qui all'espressione introdotta da Thomas Kuhn), ha come conseguenza che il concetto di sistema può essere definito e venire sviluppato in modi diversi, così com'è richiesto dagli scopi della ricerca e in modo da riflettere aspetti differenti di una medesima nozione centrale.

In una tale situazione è possibile presentare un'introduzione al settore in esame in due modi diversi. Si può accettare uno dei modelli e delle definizioni disponibili di sistema e derivarne, con rigore, la teoria che ne consegue. Alcune di queste presentazioni della teoria sono fortunatamente reperibili con facilità e alcune di esse verranno citate in quanto segue.

L'altro metodo d'approccio e cioè quello che è seguito in questo volume consiste nel partire da certi problemi così come essi sono sorti nelle varie scienze, nel mostrare la necessità del punto di vista legato ai sistemi e nello sviluppare quest'ultimo, più o meno dettagliatamente, mediante una certa scelta di esempi illustrativi. Si tratta di un procedimento che non fornisce uno sviluppo rigoroso della teoria, e nell'ambito del quale gli esempi che vengono utilizzati sono sostituibili, in quanto, a mò di illustrazione, se ne possono dare altri, e anche migliori di questi. L'esperienza dell'autore e, a dover giudicare dalla buona accoglienza che questo libro ha incontrato, anche l'esperienza altrui indica però che questa visione panoramica offre allo studioso un'opportuna introduzione a un nuovo modo di pensare che viene accettato con avidità, se non addirittura con entusiasmo inoltre, essa offre a chi già è avanti negli studi un punto di partenza per ulteriori ricerche. E quest'ultimo fatto è testimoniato dal gran numero di studi che traggono la loro ispirazione proprio da questo libro.

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Pagina 13

Nella sfera del pensiero scientifico stanno entrando degli enti di un tipo essenzialmente nuovo. La scienza classica, nelle sue varie discipline (chimica, biologia, psicologia o scienze sociali), tentava di isolare gli elementi dell'universo osservato composti chimici ed enzimi, cellule, sensazioni elementari, individui in libera competizione, e altro ancora sperando che, nel rimettere insieme tali elementi, concettualmente o sperimentalmente, si potesse ottenere, rendendolo intelligibile, il complesso, ovvero il sistema e poteva trattarsi della cellula, della mente o della società. Ora abbiamo imparato che, al fine della comprensione, non sono necessari solamente gli elementi, ma anche le loro interrelazioni: e cioè l'interagire degli enzimi entro una cellula e quello di molti processi mentali consci oppure inconsci, nonché la struttura e la dinamica dei sistemi sociali e via dicendo. E questo rende necessaria un'opera di ricerca sui vari sistemi esistenti nel nostro universo osservato, tenendo conto della loro specificità e della loro legittimità. Inoltre, si scopre che esistono degli aspetti generali, delle corrispondenze e degli isomorfismi che sono comuni a tutti i "sistemi". Ed è questo il regno della teoria generale dei sistemi; questi parallelismi e questi isomorfismi appaiono infatti a volte in modo sorprendente in sistemi che, sotto altri aspetti, sono tra di loro completamente diversi. La teoria generale dei sistemi costituisce allora l'esplorazione scientifica del "tutto" e della "globalità", e cioè di nozioni che, sino a non molto tempo fa, erano considerate metafisiche e tali da trascendere i confini delle scienze. Per trattare queste nozioni sono stati sviluppati concetti, modelli e campi matematici interamente nuovi, come la teoria dinamica dei sistemi, la cibernetica, la teoria degli automatismi, l'analisi dei sistemi mediante le teorie degli insiemi, delle reti e dei grafi, e così via.

Un secondo regno è quello della "tecnologia dei sistemi", e cioè quello costituito dai problemi che sorgono nella tecnologia e nella società moderna, comprendendo l' "indirizzo pesante" dei calcolatori, dell'automazione, dei dispositivi auto-regolantisi, ecc., e l' "indirizzo leggero" dei nuovi sviluppi e delle nuove discipline in campo teorico.

[...]

Si ha, in terzo luogo, una filosofia dei sistemi, e cioè un nuovo orientamento del pensiero e dell'elaborazione di un'immagine del mondo che segue all'introduzione del "sistema" inteso come nuovo paradigma scientifico (in contrasto con il paradigma analitico, meccanicista e dotato di una causalità unidirezionale, paradigma che è caratteristico della scienza classica). Come ogni teoria scientifica di vasta portata, anche la teoria generale dei sistemi ha i suoi aspetti "metascientifici", o filosofici. Il concetto di "sistema" costituisce un nuovo "paradigma", per usare il modo d'esprimersi di Thomas Kuhn, oppure, nel linguaggio del presente autore (1967), una "nuova filosofia della natura", che combatte le "cieche leggi di natura" della concezione meccanicista del mondo e il modo d'intendere il processo naturale quasi si fosse al livello di una favola di Shakespeare narrata da un idiota, servendosi, per far questo, di una concezione organicista del "mondo come grande organizzazione".

Tutto questo si divide essenzialmente in tre parti. Dobbiamo, in primo luogo, trovare "la natura della bestia". E si tratta allora dell' ontologia del sistema: cosa si intenda con "sistema" e come i sistemi si realizzino nei vari livelli del mondo dell'osservazione.

Che cosa debba essere definito come sistema, e quali cose siano descrivibili come tali, non è certo un problema cui si possa dare una risposta ovvia o banale. facile essere d'accordo sul fatto che una galazzia, un cane, una cellula e un atomo siano sistemi reali, e cioè delle entità che vengono percepite mediante l'osservazione o da essa inferite, e esistenti indipendentemente dall'osservatore. Esistono, d'altro canto, dei sistemi concettuali, come la logica, e la matematica (ivi comprendono, però, ad esempio, anche la musica), che sono essenzialmente dei costrutti simbolici, vale a dire dei sistemi concettuali corrispondenti alla realtà.

La distinzione non è tuttavia così netta e chiara come potrebbe sembrare. Un ecosistema o un sistema sociale sono sufficientemente "reali": del che ci accorgiamo con disagio quando, ad esempio, l'ecosistema viene perturbato da inquinamenti, oppure quando la società ci si presenta con tanti problemi irrisolti. In questi casi, però, non siamo di fronte ad oggetti della percezione o dell'esperienza diretta: si tratta di costrutti concettuali. La stessa osservazione è valida per quanto riguarda gli oggetti del nostro mondo quotidiano: in nessun modo essi sono semplicemente "dati" come dati sensoriali o percezioni semplici, ma vengono in realtà costruiti attraverso un numero enorme di fattori "mentali" che vanno dalla dinamica della gestalt e dai processi di apprendimento a fattori linguistici e culturali che determinano largamente quanto effettivamente "vediamo" o percepiamo. Pertanto la distinzione tra oggetti e sistemi "reali", in quanto dati mediante l'osservazione, e i costrutti e sistemi "concettuali", non può essere tracciata in alcun modo che sia legato al senso comune. Si tratta di problemi profondi, a proposito dei quali, in questa sede, si può solo dare una qualche indicazione.

Tutto ciò ci porta all' epistemologia dei sistemi. Come risulta con chiarezza da quanto detto in precedenza, essa si differenzia nettamente dall'epistemologia del positivismo o dell'empirismo logici, anche se ne condivide l'atteggiamento scientifico. L'epistemologia (e la metafisica) del positivismo logico era determinata dalle idee del fisicalismo e dell'atomismo, nonché dalla "camera-theory" della conoscenza. Tutto ciò è alquanto fuori moda, se si tien conto del sapere contemporaneo. Contrariamente alle tesi fisicaliste e riduzioniste, i problemi e i modi di pensare delle scienze biologiche, comportamentistiche e sociali necessitano di una considerazione pari a quella delle scienze fisiche, e non è più verosimile una semplice "riduzione" alle particelle elementari e alle leggi convenzionali della fisica. Se la si paragona al procedere analitico della scienza classica, con la sua risoluzione in componenti elementari e con la sua causalità unidirezionale, o lineare che dir si voglia, intesa come categoria fondamentale, la ricerca effettuata sui complessi organizzati e costituiti da totalità a molte variabili rivela il suo bisogno di nuove categorie di interazione, transizione, organizzazione, teleologia, ecc., mentre molti problemi continuano a sorgere nell'ambito dell'epistemologia e dei modelli e delle tecniche matematiche. Aggiungasi che la percezione non è una riflessione di "cose reali" (quale che sia il loro status metafisico), e che la conoscenza non è una semplice approssimazione alla "verità" o alla "realtà ". Si tratta di una interazione tra il conoscente e il conosciuto, e come tale dipende da una molteplicità di fattori di natura biologica, psicologica, culturale, linguistica, ecc. La fisica stessa ci insegna che non ci sono enti ultimi, come i corpuscoli o le onde, i quali esistano indipendentemente dall'osservatore. Il che ci porta a una filosofia "di prospettiva", secondo la quale la fisica, pur riconoscendole tutti i successi ottenuti nel suo campo d'indagine e in quelli a esso collegati, non costituisce affatto un modo monopolistico della conoscenza. In contrasto con il riduzionismo e con le teorie dichiaranti che la realtà è "un nient'altro che" (un cumulo di particelle fisiche, geni, riflessi, istinti e via dicendo), noi vediamo la scienza come una delle "prospettive" che l'uomo, con le sue doti e con i suoi limiti di natura biologica, culturale e linguistica, ha creato per trattare con un universo in cui è stato "gettato", o, meglio ancora, al quale si è adattato grazie all'evoluzione e alla storia.

La terza parte della filosofia dei sistemi si interessa dei rapporti tra l'uomo e il mondo, ovvero di ciò che, nel gergo dei filosofi, viene indicato con i "valori". Se la realtà è una gerarchia di totalità organizzate, l'immagine dell'uomo sarà differente da quella che si ha in un mondo di particelle fisiche governate da eventi casuali e intese come realtà ultima e unicamente "vera". Si deve piuttosto dire che il mondo dei simboli, dei valori, delle entità sociali e delle culture è un qualcosa di molto "reale"; e il fatto che questo mondo sia immerso in un ordine cosmico di gerarchie lo rende capace di superare l'opposizione, enunciata da C. P. Snow con le "due culture", tra scienza e cultura umanistica, tra tecnologia e storia, tra scienze naturali e sociali, o tra quali altri si voglia termini mediante i quali affermare questa antitesi.

Questo modo umanistico di vedere la teoria generale dei sistemi, così come io l'intendo, si differenzia da quello di quei teorici dei sistemi che sono orientati in senso meccanicista. Essi parlano unicamente in termini di matematiche, di retroazione e di tecnologia, facendo così sorgere il timore che la teoria dei sistemi sia davvero l'ultimo passo verso una meccanicizzazione e svalorizzazione dell'uomo, verso una società tecnocratica. Pur comprendendo e ponendo in rilievo il versante della matematica e della scienza pura e applicata, non credo che si possa sfuggire a questi aspetti umanistici, se la teoria generale dei sistemi non è limitata da una visione ristretta e settaria.

Vediamo qui, forse, un'altra ragione per usare questo libro come introduzione al settore di studi. Una presentazione della teoria modellata sul libro di testo deve seguire il sentiero diritto e stretto della correttezza matematica e scientifica. Non è certo il caso di porre in discussione la necessità di una simile esposizione "tecnica". Tuttavia esiste un numero ben più grande di problemi che vanno compresi entro la teoria generale dei sistemi e ai quali il presente volume avvicinerà il lettore.

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Pagina 63

2. Il significato della teoria generale dei sistemi



La ricerca di una teoria generale dei sistemi



La scienza moderna è caratterizzata da una specializzazione sempre crescente, che è resa necessaria, all'interno di ciascun settore, dall'enorme quantità di dati e dalla complessità delle tecniche e delle strutture teoriche. In tal modo la scienza si scinde in innumerevoli discipline che generano continuamente delle nuove sotto-discipline. In conseguenza di questo fatto, il fisico, il biologo, lo psicologo e lo studioso di scienze sociali sono per così dire incapsulati nei loro universi privati, e risulta difficile uno scambio di parole da un bozzolo all'altro.

A questo si oppone, tuttavia, un altro aspetto interessante della questione. Esaminando l'evoluzione della scienza moderna incontriamo un fenomeno sorprendente. Problemi e concezioni simili si sono infatti sviluppati, del tutto indipendentemente, in campi completamente diversi.

Lo scopo della fisica classica era quello di finalmente risolvere i fenomeni naturali in un gioco di unità elementari governate da "cieche" leggi naturali. Scopo che si esprimeva attraverso l'ideale di uno spirito laplaciano il quale potesse predire, in base alla posizione e alla quantità di moto delle particelle, lo stato dell'universo in un qualsiasi istante. Questa concezione meccanicista non subì alcuna modificazione, anzi, si rafforzò, quando le leggi deterministiche furono sostituite, in fisica, da leggi statistiche. Conformemente alla derivazione del secondo principio della termodinamica dovuta a Boltzmann, gli eventi fisici sono diretti verso stati di massima probabilità, e le leggi fisiche, pertanto, sono essenzialmente delle "leggi del disordine", il risultato di eventi disordinati, statistici. Tuttavia, in contrasto con una tale concezione meccanicista, in diversi settori della fisica moderna hanno fatto la loro apparizione dei problemi concernenti la totalità, l'interazione dinamica e l'organizzazione. Nell'ambito della relazione di Heisenberg e della meccanica dei quanti è diventato impossibile risolvere i fenomeni in eventi locali; problemi di ordine e di organizzazione compaiono sia che si tratti della struttura degli atomi e dell'architettura delle proteine, sia che si tratti di fenomeni di interazione in termodinamica. In modo analogo, la biologia, secondo la concezione meccanicista, vedeva il proprio fine nella risoluzione dei fenomeni vitali in entità atomiche e processi parziali. L'organismo vivente era risolto in cellule, le sue attività in processi fisiologici e, in ultima istanza, fisico-chimici, il comportamento in riflessi condizionati e non condizionati, il substrato dell'ereditarietà in geni, e così via. Al contrario, la concezione organicista è basilare per la biologia moderna. Non è solamente necessario studiare le parti ed i processi in stato di isolamento, ma anche risolvere i problemi decisivi che si trovano nell'organizzazione e nell'ordine che unificano quelle parti e quei processi, che risultano dall'interazione dinamica delle parti, e che rendono il comportamento delle parti ben diverso, quando è studiato entro il complesso, da quando è studiato in stato di isolamento. Inoltre, tendenze analoghe sono comparse in psicologia. Mentre la psicologia classica dell'associazione tentava di risolvere i fenomeni mentali in unità elementari come se si trattasse di atomi psicologici del tipo sensazioni elementari e simili, la psicologia della gestalt dimostrava l'esistenza e il primato di complessità psicologiche che non sono il risultato di una somma di unità elementari e che vengono governate da leggi dinamiche. Infine, nell'ambito delle scienze sociali, il concetto di società, intesa come somma di individui considerati alla stregua di atomi sociali, e cioè il modello dell'Uomo Economico, veniva sostituito dalla tendenza a prendere in esame le società, le economie e le nazioni come se si trattasse di totalità sopraordinate rispetto alle loro parti. Il che, se implica i grandi problemi dell'economia pianificata e della deificazione della nazione e dello stato, riflette pure dei nuovi modi di pensare.

[...]

Esistono insomma dei modelli, dei principi e delle leggi che si applicano a sistemi generalizzati o a loro sottoclassi, indipendentemente dal loro genere particolare, dalla natura degli elementi che li compongono e dalle relazioni, o "forze", che si hanno tra essi. Risulta pertanto lecito il richiedere una teoria non tanto dei sistemi di tipo più o meno speciale, ma dei principi universali che sono applicabili ai sistemi in generale.

In questo senso noi postuliamo una nuova disciplina che chiamiamo Teoria generale dei sistemi. Il suo oggetto di studio consiste nella formulazione e nella derivazione di quei principi che sono validi per i "sistemi" in generale.

Il significato di questa disciplina può essere circoscritto come segue. La fisica verte su sistemi aventi livelli diversi di generalità. Essa si estende da sistemi piuttosto speciali, come quelli che vengono applicati dagli ingegneri nella costruzione di un ponte o di una macchina, alle leggi speciali delle discipline fisiche, come la meccanica o l'ottica, sino a leggi di grande generalità, come i principi della termodinamica, che si applicano a sistemi di natura intrinsecamente diversa, meccanica, termica, chimica o altro. Niente prescrive che ci si debba fermare ai sistemi che tradizionalmente sono trattati in fisica. Possiamo invece richiedere dei principi che siano applicabili ai sistemi in generale, indipendentemente dal fatto che questi ultimi siano di natura fisica, biologica o sociologica. Se proponiamo questa questione e se definiamo in modo conveniente il concetto stesso di sistema, troviamo che esistono modelli principi e leggi che si applicano ai sistemi generalizzati indipendentemente dal loro genere, dai loro elementi particolari e dalle "forze" implicate.

Una conseguenza dell'esistenza di proprietà generali dei sistemi consiste nella comparsa di similarità strutturali, o isomorfismi, in campi differenti. Si hanno delle corrispondenze tra i principi che governano il comportamento di entità che sono, intrinsecamente, molto diverse tra di loro. Tanto per fare un esempio semplice, una legge esponenziale di crescita si applica a certe cellule batteriche, a popolazioni di batteri, di animali o di uomini, e ai progressi della ricerca scientifica misurati mediante il numero delle pubblicazioni in genetica o nella scienza in generale. Le entità in questione, quali i batteri, gli animali, gli uomini, i libri, ecc., sono completamente differenti le une rispetto alle altre, e questo vale anche per i meccanismi causali implicati. Ciò nondimeno, la legge matematica è la medesima. Oppure ci sono dei sistemi di equazioni che descrivono la competizione tra specie vegetali e animali in natura. Ma risulta che gli stessi sistemi di equazioni sono altrettanto bene applicabili in certi campi della chimica-fisica e della economia. Questa corrispondenza è dovuta al fatto che le entità in questione possono essere considerate, sotto certi punti di vista, come "sistemi", e cioè come complessi costituiti da elementi in interazione. Il fatto che i campi citati, come pure molti altri, abbiano a che fare con "sistemi", conduce a una corrispondenza rispetto ai principi generali, e persino nei confronti di leggi particolari se si ha corrispondenza nelle condizioni relative ai fenomeni presi in esame.

In realtà, concetti, modelli e leggi analoghe hanno spesso fatto la loro comparsa in campi del tutto differenti, indipendentemente e basandosi su fatti completamente diversi. Si sono verificati molti casi in cui principi identici venivano scoperti più volte in quanto i ricercatori operanti in un certo settore non sapevano che la struttura teorica loro necessaria era già stata sviluppata in qualche altro settore. La teoria generale dei sistemi avrà molto cammino da fare sulla via che porta all'eliminazione di queste non necessarie duplicazioni di lavoro.

L'isomorfismo tra sistemi compare anche in problemi che, pur essendo recalcitranti all'analisi quantitativa, sono comunque di grande interesse intrinseco. Ad esempio, esistono degli isomorfismi tra sistemi biologici ed "epiorganismi" (Gerard) come le comunità di animali e le società umane. Quali sono quei principi che sono comuni a parecchi livelli di organizzazione e che possono legittimamente venir trasferiti da un livello a un altro, e quali sono quelli che sono invece specifici, così che un loro trasporto può condurre a sbagli pericolosi? Le società e le civiltà possono essere considerate come sistemi?

Ne risulta allora che una teoria generale dei sistemi costituirebbe un utile strumento capace di fornire, da un lato, modelli che possano essere impiegati in campi diversi e trasferiti dall'uno all'altro di questi ultimi, e, dall'altro lato, di difenderci da quelle vaghe analogie che hanno spesso danneggiato i progressi interni a quegli stessi campi di ricerca.

Esiste, tuttavia, un altro e persino più importante aspetto della teoria generale dei sistemi. Se ne può dare una parafrasi grazie a una appropriata formulazione che è dovuta a Warren Weaver, ben noto matematico e fondatore della teoria dell'informazione. La fisica classica, disse Weaver, ha ottenuto grandi successi nello sviluppare la teoria della complessità non organizzata. Così, ad esempio, il comportamento di un gas è il risultato dei movimenti, non organizzati e non osservabili individualmente, di innumerevoli molecole; il gas, complessivamente considerato, segue le leggi della termodinamica. In ultima istanza, la teoria della complessità non organizzata ha le proprie radici nelle leggi del caso e delle probabilità, e nella seconda legge della termodinamica. Al contrario, il problema che è oggi di importanza fondamentale è quello della complessità organizzata. Concetti come quelli di organizzazione, di totalità, di tendenza direzionale, di teleologia e di differenziazione sono estranei alla fisica convenzionale. Essi tuttavia balzano fuori a ogni pié sospinto nelle scienze biologiche, comportamentiste e sociali, e sono, in realtà, indispensabili per trattare gli organismi viventi o i gruppi sociali. Pertanto un problema fondamentale che si pone di fronte alla scienza moderna è quello di una teoria generale dell'organizzazione. La teoria generale dei sistemi è, in via di principio, capace di fornire definizioni esatte per simili concetti e, in casi opportuni, di inserirli nell'ambito di analisi quantitative.

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Nei casi semplici è facilmente individuabile la ragione dell'isomorfismo. Ad esempio, la legge esponenziale stabilisce che, dato un complesso costituito da un certo numero di entità, una percentuale costante di questi elementi decade o si accresce durante intervalli di tempo unitari. Pertanto questa legge sarà applicabile sia al danaro di un conto bancario che agli atomi del radio, alle molecole, ai batteri o agli individui facenti parte di una popolazione. La legge logistica afferma che l'accrescimento, il quale era in origine di tipo esponenziale, è limitato da alcune condizioni restrittive. Così, in una reazione autocatalitica, un composto catalizza la propria formazione; ma, poiché in un recipiente da reazione chiuso, il numero delle molecole è finito, la reazione stessa deve fermarsi quando tutte le molecole sono state trasformate, e deve pertanto tendere a un valore limite. Una popolazione cresce in modo esponenziale con il crescere del numero degli individui, ma, se lo spazio e il cibo sono limitati, la quantità di cibo disponibile per individuo diminuisce; allora l'accrescimento del numero degli individui non può essere illimitato, ma deve invece tendere a uno stato stazionario che è definito come la popolazione massima compatibile con le risorse disponibili. Le reti ferroviarie già esistenti in una certa regione portano a una intensificazione del traffico e dell'industria che, a sua volta, rende necessaria una più densa rete ferroviaria, sino a raggiungere uno stato finale di saturazione: le reti ferroviarie si comportano quindi come degli autocatalizzatori capaci di accelerare la propria crescita, e crescono secondo la curva autocatalitica. La legge parabolica è un'espressione della competizione interna a un sistema dove ciascun elemento si impossessa della propria quota secondo le sue capacità, che vengono espresse da una costante specifica. Pertanto la legge in questione ha la stessa forma sia che venga applicata alla competizione tra gli individui in un sistema economico (secondo la legge di Pareto), sia che venga applicata a degli organi che siano in competizione, entro un certo organismo, per il materiale nutritivo, e che mostrino un accrescimento di tipo allometrico.

Si hanno, com'è ovvio, tre requisiti pregiudiziali per l'esistenza di isomorfismi in scienze e settori di ricerca differenti. Evidentemente gli isomorfismi delle leggi riposano, da un lato, nella nostra conoscenza e, dall'altro, nella realtà. banalmente facile scrivere una qualche complicata equazione differenziale, eppure anche espressioni dall'aria innocente possono essere assai difficili da risolvere o dare, per lo meno, soluzioni del tutto scomode. insomma limitato il numero delle espressioni matematiche semplici che, preferibilmente, verranno applicate alla descrizione dei fenomeni naturali. Ed è proprio per questa ragione che leggi strutturalmente identiche appariranno in settori intrinsecamente diversi gli uni dagli altri. Lo stesso vale per le asserzioni a livello di linguaggio comune: anche qui il numero degli schemi intellettuali è ristretto, e tali schemi saranno applicati a regni completamente diversi.

Queste leggi e questi schemi sarebbero però di ben piccolo aiuto se il mondo e cioè la totalità degli eventi osservabili non fosse tale da poterglieli applicare. Possiamo immaginare un mondo caotico, oppure un mondo troppo complicato per consentire l'applicazione degli schemi, relativamente semplici, che noi siamo capaci di costruire con il nostro limitato intelletto. Il fatto che le cose non vadano così costituisce una condizione pregiudiziale per la possibilità stessa della scienza. La struttura della realtà è tale da permettere l'applicazione dei nostri schemi concettuali. Ci rendiamo tuttavia conto che tutte le leggi scientifiche non rappresentano altro che astrazioni e idealizzazioni atte a esprimere certi aspetti della realtà. Ciascuna scienza non ha altro significato se non quello di quadro schematizzato della realtà, nel senso che un certo costrutto concettuale è inequivocabilmente correlato a certe caratteristiche d'ordine nella realtà; nello stesso identico modo il progetto di un palazzo non è il palazzo stesso, né lo rappresenta in ogni particolare (e si tratta di particolari come la disposizione dei mattoni e le forze che li tengono insieme), ma, ciò nondimeno, una corrispondenza inequivoca esiste tra il disegno tracciato sulla carta e la costruzione reale di pietra, di ferro e di legno. Non si intende affatto sollevare il problema della "verità" ultima, e cioè il problema di quanto corretto, o bisognoso di correzioni, oppure capace di subirne, sia il piano della realtà così com'è tracciato dalla scienza; né si solleva l'analogo problema vertente sul fatto che la struttura della realtà sia o no espressa da un singolo progetto e cioè, dal sistema della scienza umana. presumibile che siano possibili, se non necessarie, delle rappresentazioni differenti così com'è privo di senso il chiederci se sia più "corretta" una proiezione centrale o una parallela, una sezione orizzontale o una verticale. Che questo sia effettivamente il caso ci è indicato da quegli esempi per cui uno stesso "dato" fisico è esprimibile mediante "linguaggi" diversi mediante una trattazione termodinamica oppure una basata sulla meccanica statistica; oppure da quegli esempi che ci mostrano come possano diventare necessarie anche considerazioni di tipo complementare, come accade nei modelli ondulatori e corpuscolari della microfisica. Indipendentemente da questi problemi, l'esistenza stessa della scienza dimostra che è possibile esprimere certi tratti d'ordine della realtà mediante costrutti concettuali. Il che presuppone che l'ordine esista nella realtà stessa; analogamente tornando all'esempio già fatto noi siamo capaci di disegnare il progetto di una casa o il piano generale di un cristallo, ma non quello delle pietre da costruzione lanciate in tutte le direzioni dopo un'esplosione, o dei moti irregolari delle molecole in un liquido.

Ma c'è anche una terza ragione per l'isomorfismo delle leggi in settori differenti, e si tratta di una ragione che è importante per i fini che si propone questo libro. Nelle nostre considerazioni siamo partiti da una definizione generale di "sistema", definito come "un certo numero di elementi in interazione reciproca" ed espresso dal sistema di equazioni (3.1.). Non è stata introdotta alcuna ipotesi o asserzione speciale sulla natura del sistema, dei suoi elementi o delle relazioni esistenti tra questi ultimi. Ciò nondimeno, da questa definizione puramente formale di "sistema" seguono molte proprietà che sono in parte espresse mediante leggi ben note in vari campi scientifici, e in parte vertono su concetti che, in un primo tempo, erano stati considerati antropomorfici, vitalistici o metafisici. Il parallelismo tra concezioni generali e, addirittura tra leggi particolari in campi differenti è pertanto una conseguenza del fatto che stiamo trattando con "sistemi", e che certi principi generali sono applicabili ai sistemi indipendentemente dalla natura di questi ultimi. Possono quindi comparire, in discipline completamente diverse le une dalle altre, principi quali quelli di globalità e di somma, di meccanicizzazione, di ordine gerarchico, di tendenza a stati stazionari, di equifinalità, ecc. L'isomorfismo rilevabile in regni diversi si fonda sull'esistenza di principi generali dei sistemi e di una più o meno sviluppata "teoria generale dei sistemi".

I limiti di questa concezione possono d'altro canto essere indicati distinguendo tre generi, o livelli, nella descrizione dei fenomeni.

In primo luogo abbiamo le analogie e cioè superficiali similitudini tra fenomeni, similitudini che non trovano corrispondenze reciproche né nei loro fattori causali né nelle loro leggi di maggior rilievo. Appartengono a questo genere i simulacra vitae (assai diffusi e popolari in altri tempi), del tipo di quelli che venivano alla luce quando la crescita di un organismo era paragonata alla crescita di un cristallo o di una cella osmotica. Esistono certamente similitudini di carattere superficiale per un versante o per l'altro, mentre siamo pur sempre sicuri nel dire che l'accrescimento di un vegetale o di un animale non segue le modalità dell'accrescimento di un cristallo o di una struttura osmotica, e che le leggi più importanti sono ben diverse nei due casi. Lo stesso vale per la considerazione di una struttura biologica quale una foresta, intesa come "organismo", con l'ovvia differenza esistente tra l'unificazione di un individuale organismo e la vasta generalità di un'associazione tra vegetali; oppure per il confronto tra lo sviluppo di una popolazione e la nascita, la crescita, l'invecchiamento e la morte di un organismo, caso, questo, in cui il confronto dei cicli vitali resta quanto mai dubbio.

A un secondo livello troviamo le omologie, che si presentano quando i fattori efficienti sono differenti mentre le rispettive leggi sono formalmente identiche. Queste omologie hanno un'importanza particolare nei confronti dei modelli concettuali impiegati nelle scienze. Esse vengono assai spesso applicate in fisica: ne sono esempi il fatto di considerare il flusso di calore come flusso di una sostanza termica, il fatto di paragonare il flusso elettrico al flusso di un fluido e, in generale, il fatto di trasferire sui potenziali elettrici, chimici, ecc., la nozione, originariamente idrodinamica, di gradiente. Naturalmente, sappiamo bene che non esiste alcuna "sostanza termica" intesa come calore materiale, e che il calore deve essere interpretato nel senso della teoria cinetica: eppure il modello ci pone nelle condizioni di poter formulare leggi che sono formalmente corrette.

La presente indagine verte sulle omologie di carattere logico. Possiamo esprimerci nel modo seguente: se un certo oggetto è un sistema, deve allora possedere certe caratteristiche generali dei sistemi indipendentemente da quale sia il sistema di cui si sta discutendo. L'omologia di carattere logico non solo rende possibile l'isomorfismo nelle scienze, ma è anche capace, in quanto modello concettuale, di fornire le istruzioni per una corretta presa in considerazione dei fenomeni, e per una loro eventuale spiegazione.

Esiste infine un terzo livello, quello della spiegazione e cioè quello in cui si stabiliscono le condizioni specifiche e le leggi che sono valide per un singolo oggetto o per una classe di oggetti. In linguaggio logico-matematico questo significa che le funzioni generali f delle nostre equazioni (3.1.) vengono sostituite da funzioni specifiche che sono applicabili al caso in questione. Condizione necessaria di ogni spiegazione scientifica è la conoscenza di queste leggi specifiche: le leggi dell'equilibrio chimico, dell'accrescimento di un organismo, dello sviluppo di una popolazione, ecc. Esiste la possibilità che anche leggi specifiche presentino una corrispondenza formale, o una omologia, nel senso già indicato: ma la struttura delle singole leggi può, naturalmente, differire di caso in caso.

Le analogie sono scientificamente prive di valore alcuno. Le omologie, al contrario, forniscono spesso modelli validi, e sono pertanto applicate, e largamente, in fisica. Analogamente, la teoria generale dei sistemi può essere utile come dispositivo regolatore atto a distinguere le analogie dalle omologie, le similitudini inutili da un significativo trasferimento di modelli da un settore scientifico a un altro. Funzione, questa, che è particolarmente applicabile a quelle scienze che, come la demografia, la sociologia e ampi settori della biologia, non possono essere adattate entro la struttura portante della fisica e della chimica; ciò nondimeno si hanno delle leggi esatte che possono essere fondate mediante l'applicazione di modelli opportuni.

L'omologia tra le caratteristiche dei sistemi non implica affatto la riduzione di un regno a un altro che sia a un livello inferiore. Ma non si tratta neppure di semplici metafore o analogie: si tratta piuttosto di una corrispondenza formale che si fonda nella realtà, nella misura in cui quest'ultima può essere considerata come costituita da "sistemi" di ogni tipo.

Ricorrendo a un linguaggio filosofico, la teoria generale dei sistemi dovrebbe sostituire, nella sua forma più sviluppata, quella che si è soliti indicare come "teoria delle categorie" (N. Hartmann, 1942) e la dovrebbe sostituire con un sistema esatto di leggi logico-matematiche. Le nozioni generali, che sono ancora espresse in una specie di gergo, dovrebbero allora acquistare quel tipo d'espressione esatta e rigorosamente definita che è possibile unicamente nell'ambito del linguaggio matematico.

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L'unità della scienza


Possiamo così riassumere i principali risultati che sono stati ottenuti in questa sorta di presentazione:

a) l'analisi dei principi generali dei sistemi mostra come siano accessibili a una formazione esatta molti concetti che sono stati assai spesso considerati come antropomorfici, metafisici o vitalistici. Questi concetti sono conseguenze della definizione dei sistemi o di certe condizioni imposte ai sistemi stessi;

b) questa ricerca costituisce un utile requisito pregiudiziale nei confronti di problemi concreti delle scienze. Essa conduce, in particolare, al chiarimento di problemi che non si possono prendere in considerazione nell'ambito dei soliti schematismi e dei casellari tipici dei settori specializzati. Per questo la teoria dei sistemi dovrebbe dimostrarsi tale da essere uno strumento importante nel processo di sviluppo che trasforma in scienze esatte nuovi rami della conoscenza, nel senso che si tratta di una trasformazione in sistemi di leggi matematiche;

c) questa ricerca è ugualmente importante per la filosofia della scienza, i cui problemi di maggior portata si arricchiscono di aspetti nuovi e, spesso, sorprendenti;

d) il fatto che certi principi siano applicabili ai sistemi in generale, indipendentemente dalla natura stessa di tali sistemi e da quella delle entità prese in considerazione, spiega come mai possano comparire, indipendentemente le une dalle altre e in diversi campi scientifici, concezioni corrispondenti e tali da produrre quel notevole parallelismo che si osserva nei loro sviluppi moderni. In effetti si trovano, in settori differenti delle scienze naturali come pure in psicologia e in sociologia, concetti quali quelli di globalità e somma, meccanicizzazione, centralizzazione, ordine gerarchico, stato stazionario, equifinalità, ecc.

Queste considerazioni hanno un riflesso ben definito sulla questione dell'unità delle scienze. L'opinione più diffusa in proposito è stata molto bene rappresentata da Carnap (1934). Egli afferma che l'unità della scienza trova la propria garanzia nel fatto che tutti gli enunciati scientifici possono, in ultima analisi, venir espressi nel linguaggio della fisica e cioè sotto forma di enunciati che collegano valori quantitativi a posizioni definite in un sistema di coordinate spazio-temporali. In questo senso tutti quei concetti che, apparentemente, non sono di carattere fisico (ad esempio quelle nozioni tipicamente biologiche come "specie", "organismo", "fertilizzazione" e così via), vengono definiti in termini di criteri verificabili a livello di percettibilità vale a dire in termini di determinazioni qualitative capaci di essere fisicalizzate. Il linguaggio della fisica, pertanto, è il linguaggio scientifico universale. Il problema se le leggi biologiche sono riducibili o meno a leggi fisiche se, cioè, le leggi naturali che sono sufficienti per spiegare tutti i fenomeni inorganici sono anche sufficienti per spiegare i fenomeni biologici viene lasciato aperto da Carnap, che pure manifesta una preferenza nei confronti di una risposta affermativa.

Dal nostro punto di vista l'unità della scienza acquista un aspetto che è, nello stesso tempo, molto più concreto e più profondo. Anche noi lasciamo aperta la questione della "riduzione definitiva" delle leggi della biologia (e degli altri settori non fisici) alla fisica la questione, cioè se si potrà mai fondare un sistema ipotetico-deduttivo tale da comprendere tutte le scienze, dalla fisica alla biologia e alla sociologia. Siamo però in grado, certamente, di stabilire leggi scientifiche per i differenti livelli, o strati, della realtà. E troviamo qui, parlando nel "modo formale" (Carnap), una corrispondenza, o isomorfismo, delle leggi e degli schemi concettuali operanti in campi diversi: corrispondenza che è garante dell'unità della scienza. Parlando in linguaggio "materiale", tutto ciò significa che il mondo (e cioè il complesso dei fenomeni osservabili) mostra una uniformità strutturale la quale si manifesta mediante tracce isomorfe d'ordine nei suoi diversi livelli o regni.

Nell'ambito della concezione moderna la realtà appare come uno straordinario ordine gerarchico di entità organizzate che vanno, secondo una sovrapposizione di livelli diversi, dai sistemi fisici e chimici a quelli biologici e sociologici. Le garanzie per l'unità della scienza non si basano su una utopistica riduzione di tutte le scienze alla fisica e alla chimica, ma sulle uniformità strutturali tra i diversi livelli della realtà.

In modo particolare, il gap tra le scienze naturali e quelle sociali, o, se si preferisce usare i ben più espressivi termini della lingua tedesca, quello relativo alle Natur-und Geisteswissenschaften, è fortemente diminuito: ma questa diminuzione non si è verificata nel senso di una riduzione a concezioni biologiche delle scienze sociali, quanto nel senso connesso a similarità strutturali. questa la causa dell'apparire di nozioni e punti di vista generali che si corrispondono in entrambi i campi, e si tratta di una causa che può, infine, condurre alla fondazione di un sistema di leggi valido per il settore sociale.

La concezione meccanicista del mondo trovò il proprio ideale nello spirito laplaciano e cioè nella concezione secondo cui tutti i fenomeni sono, in ultima analisi, degli aggregati di azioni fortuite di unità fisiche elementari. Da un punto di vista teorico questa concezione non ha condotto a scienze esatte che uscissero dal campo della fisica e cioè a leggi vertenti sui livelli più alti della realtà, quali il livello biologico, quello psicologico e quello sociologico. Da un punto di vista pratico, queste conseguenze sono state fatali per la nostra civiltà. La tendenza a considerare i fenomeni fisici alla stregua di veri e unici modelli della realtà ha portato alla meccanicizzazione dell'umanità e alla dequalificazione dei valori più alti. Il non regolato dominio della tecnologia di stampo fisico ha infine spinto il mondo nelle catastrofiche crisi del nostro tempo. Dopo aver respinto la concezione meccanicista, abbiamo cura di non cadere nel "biologismo": vale a dire, nel considerare i fenomeni mentali, sociali e culturali da un punto di vista puramente biologico. Come il fisicalismo aveva considerato l'organismo vivente come una singolare combinazione di eventi o di dispositivi fisico-chimici, così il biologismo considera l'uomo come una curiosa specie zoologica e la società umana come un alveare o una scuderia. Il biologismo, teoricamente, non è stato capace di dimostrare i propri meriti teorici, e si è dimostrato fatale nelle sue conseguenze di ordine pratico. Una concezione organicista non implica affatto un dominio unilaterale delle concezioni biologiche. Nel porre in rilievo gli isomorfismi strutturali di tipo generale tra livelli diversi, essa afferma, contemporaneamente, la loro autonomia e la loro capacità di possedere leggi specifiche.

Noi crediamo che la futura elaborazione di una teoria generale dei sistemi dimostrerà di costituire un grandissimo passo verso l'unificazione delle scienze. Il suo destino, nella scienza del futuro, potrà essere quello di svolgere un ruolo simile a quello che fu svolto, nella scienza antica, dalla logica di Aristotele. La concezione greca del mondo era di carattere statico, in quanto le cose erano considerate alla stregua di rispecchiamenti di archetipi e di idee eterne. Pertanto la classificazione era il problema centrale delle scienze, il cui organon fondamentale era costituito dalla definizione dei modi in cui i concetti erano tra di loro subordinati. Nella scienza moderna il problema centrale in tutti i campi della realtà è dato chiaramente dall'interazione di tipo dinamico. I suoi principi generali sono da definirsi mediante la teoria dei sistemi.

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