Ποιος δεν έχει κοιτάξει ένα μουρμουρητό χιλιάδων ψαρονιών που κινούνται ρυθμικά πάνω από το κοτόπουλο τους το σούρουπο και δεν έχει αναρωτηθεί για το μεγαλείο και το μυστήριο των φυσικών συστημάτων; Για τον Ιταλό θεωρητικό φυσικό Τζόρτζιο Παρίζι, δεν αρκούσε απλώς να θαυμάζει τη φύση. Στις αρχές της δεκαετίας του 1990, ξεκίνησε ένα έργο δεκαετιών για την εγκατάσταση εμπορικών καμερών υψηλής τεχνολογίας στις στέγες της Ρώμης, χρονομετρημένες με ακρίβεια χιλιοστού του δευτερολέπτου για να καταγράφει και να παρακολουθεί κάθε πουλί στο κοπάδι σε τρεις διαστάσεις.
Σε αυτό το σύντομο, καθαρά γραμμένο απομνημονεύματα, In a Flight of Starlings: The Wonders of Complex Systems, ο Parisi ταξιδεύει τον αναγνώστη στην επιστημονική του ζωή στη σφαίρα των πολύπλοκων, άτακτων συστημάτων, από τα θεμελιώδη σωματίδια έως τα αποδημητικά πτηνά. Υποστηρίζει ότι ο αγώνας της επιστήμης να κατανοήσει και να κυριαρχήσει στην πολυπλοκότητα του σύμπαντος, και ειδικά να την κοινοποιήσει σε ένα ολοένα και πιο σκεπτικιστικό κοινό, κρατά το κλειδί για τη μελλοντική ευημερία της ανθρωπότητας.
Το 2021, ο Parisi μοιράστηκε το Νόμπελ Φυσικής εν μέρει για το έργο του που περιγράφει μαθηματικά τη συμπεριφορά εξωτικών υλικών που ονομάζονται γυαλιά spin — κράματα μετάλλων με συστατικά άτομα που έχουν μαγνητικές ιδιότητες που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους με πολύπλοκους τρόπους.
Η ανακάλυψη του ήρθε το 1979, όταν άρχισε να εργάζεται με μια μαθηματική τεχνική που ονομάζεται «μέθοδος αντιγραφής», στην οποία πολλά αντίγραφα ενός συστήματος – στην περίπτωση αυτή, τα γυαλιά περιστροφής – επεξεργάζονται και συγκρίνονται για ομοιότητες και διαφορές. Η πρώτη του δημόσια παρουσίαση για το θέμα, μια αφίσα που αποτελείται από «δύο σελίδες σκισμένες από ένα βιβλίο αντιγράφων με μερικές μουντζούρες», δεν είχε κανένα νόημα, σύμφωνα με έναν συνάδελφο την εποχή εκείνη. Αλλά το πιο σημαντικό, οι υπολογισμοί του λειτούργησαν.
«Η αλήθεια είναι ότι ο ίδιος δεν ήξερα πραγματικά τι έκανα», γράφει η Parisi. «Ήταν σαν να είχα μπει σε ένα τούνελ και μετά βρέθηκα στην άλλη πλευρά».
Το βιβλίο του Parisi ξεκινά πολύ πριν από το τούνελ, με τις προπτυχιακές του σπουδές στο διάσημο συγκρότημα της Ρώμης
Πανεπιστήμιο Sapienza στη δεκαετία του 1960, και βουτά γρήγορα στις μικροσκοπίες της σωματιδιακής φυσικής του 20ου αιώνα. Περιγράφει επιδέξια συλλογικές συνεργασίες και συγκρούσεις, ξαφνικές ιδέες και λυπηρές παραλείψεις καθώς εγκαθίσταται στην κοινότητα της φυσικής. (Μεταξύ άλλων, αφηγείται μια συνομιλία χωρίς τη σφαλιάρα που πιστεύει ότι θα μπορούσε να είχε οδηγήσει σε ένα δεύτερο βραβείο Νόμπελ για την εργασία στη σωματιδιακή φυσική, αν είχε απλώς αφιερώσει μερικά λεπτά ακόμη σκεπτόμενος το.)
Καθώς η καριέρα του προχωρούσε, ο Parisi άρχισε να ενδιαφέρεται για τη φυσική των μεταπτώσεων φάσης – καθημερινά φαινόμενα όπως ο τρόπος που το νερό παγώνει και βράζει ή γιατί ορισμένα υλικά χάνουν τη μαγνήτισή τους καθώς θερμαίνονται.
Υπάρχει μια υπέροχη περιγραφή του μακροβιότερου εργαστηριακού πειράματος στον κόσμο, μιας σταγόνας πίσσας 96 ετών στο Κουίνσλαντ της Αυστραλίας, που στάζει πολύ, πολύ αργά σε ένα γυάλινο ποτήρι ζέσεως, καταδεικνύοντας το ακραίο ιξώδες του πιο παχύρρευστου γνωστού υγρού στον κόσμο. (Η 10η πτώση του αναμένεται οποιαδήποτε δεκαετία τώρα.) Και ο Parisi σκιαγραφεί τακτοποιημένα μερικά από τα διαρκή μυστήρια της φυσικής, όπως η κβαντική βαρύτητα, σε μια περιήγηση στις κύριες θεωρίες της φυσικής των σωματιδίων του περασμένου αιώνα, καταλήγοντας: «Όσο και αν προσπαθούμε να προβλέψουμε το μέλλον, το μόνο Το σίγουρο είναι ότι θα μας εκπλήξει».
Αλλά τέτοιες πλευρές είναι ελάχιστες σε κατά τα άλλα ξερά κεφάλαια που δεν είναι ούτε αρκετά λεπτομερή για να είναι υλικό σχολικού βιβλίου, ούτε αρκετά προσιτά για να ενθουσιάσουν.
Το Parisi είναι πολύ πιο ζωηρό όταν μιλά για το πώς η επιστήμη μοντελοποιεί ατελώς, αλλά χρήσιμα, την πραγματικότητα. Όπως το Monopoly είναι ένα απλό μοντέλο καπιταλισμού που δεν περιέχει όλη την πολυπλοκότητά του, αλλά αντικατοπτρίζει ορισμένα χαρακτηριστικά του, ακόμη και τα ωμά και αναπόδεικτα επιστημονικά μοντέλα μπορούν να πυροδοτήσουν πολύτιμες ιδέες και συνδέσεις, γράφει. Ήταν μια προγενέστερη, ημιτελής, θεωρία του μαγνητισμού, για παράδειγμα, που τον ενέπνευσε να μελετήσει πρώτα τα περιστρεφόμενα γυαλιά και τον τρόπο με τον οποίο ο μαγνητισμός τους ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία. Και ενώ η μέθοδος αντιγραφής του ίδιου του Parisi δεν έχει ποτέ αποδειχθεί αυστηρά, εντούτοις από τότε βρήκε χρήση σε πεδία από προσομοιώσεις νευρωνικών δικτύων έως μηχανική μάθηση, ως ένας τρόπος για να ξεμπλέξουμε και να προσομοιώσουμε πολύπλοκα συστήματα.
Πολλά συστήματα στον διαταραγμένο κόσμο μας «μπορούν να περιγραφούν ως ένας μεγάλος αριθμός στοιχειωδών παραγόντων που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους», γράφει. «Αυτές οι αλληλεπιδράσεις μπορούν να σχηματοποιηθούν με απλούς κανόνες, αλλά τα αποτελέσματα της συλλογικής τους δράσης μερικές φορές είναι πραγματικά απρόβλεπτα».
«Οι στοιχειώδεις παράγοντες μπορεί να είναι σπιν, άτομα ή μόρια, νευρώνες, κύτταρα γενικά», συνεχίζει, «αλλά και ιστότοποι, χρηματοοικονομικοί έμποροι, μετοχές και μετοχές, άνθρωποι, ζώα, στοιχεία οικοσυστημάτων κ.λπ.».
Η Parisi πιστεύει ότι τα μαθηματικά μοντέλα μπορούν μερικές φορές να εφαρμοστούν σε διαφορετικά πεδία όπως τα εξωτικά μαγνητικά συστήματα, η λειτουργία του εγκεφάλου, η συμπεριφορά μεγάλων ομάδων θηλαστικών και ακόμη και η οικονομία.
Αλλά είναι απογοητευτικά σιωπηλός σχετικά με το πώς μπορεί να φαίνονται τέτοια μοντέλα ή πώς θα μπορούσαν να λύσουν πολύπλοκα προβλήματα όπως η οικονομική ανισότητα ή η κλιματική αλλαγή. Αντίθετα, τείνει να υποχωρεί στον χρυσελεφάντινο πύργο του: «Πρόσφατα», γράφει, «πετύχαμε σημαντικά αποτελέσματα προσπαθώντας να λύσουμε το πρόβλημα της τοποθέτησης σε ένα κουτί όσο το δυνατόν περισσότερων στερεών σφαιρών διαφορετικού μεγέθους».
Για κάποιον του οποίου η επαγγελματική ζωή είναι αφιερωμένη στη μελέτη της πολυπλοκότητας, η άποψη του Parisi για τον τομέα του είναι στην πραγματικότητα αρκετά απλή. Η επιστήμη, γράφει, είναι ένα τεράστιο μωσαϊκό, κάθε κομμάτι του οποίου ξεκλειδώνει τη δυνατότητα σύνδεσης άλλων κομματιών. Σε αυτήν την αισιόδοξη άποψη, «κάθε επιστήμονας προσθέτει ορισμένες ψηφίδες, γνωρίζοντας ότι έχει κάνει μια τέτοια συνεισφορά και τη διαδικασία κατά την οποία, όταν ξεχαστούν τα δικά μας ονόματα, αυτοί που θα ακολουθήσουν θα στέκονται ωστόσο στους ώμους μας για να δουν περαιτέρω .»
Πολλοί φιλόσοφοι και ιστορικοί έχουν επικρίθηκε τέτοια ροδαλά οράματα αδιάλειπτης επιστημονικής προόδου, υπέρ πιο διαφοροποιημένων απόψεων που λαμβάνουν υπόψη την επιστημονική απάτη και ανάρμοστη συμπεριφορά, περιβαλλοντική βλάβη και αποικιοκρατία. Δεν είναι κάθε βήμα ένα βήμα μπροστά.
Ωστόσο, το Παρίσι δεν είναι τίποτα αν όχι αισιόδοξο. «Εάν οι πολίτες και οι πολιτικοί δεν εμπιστεύονται την επιστήμη, θα κινηθούμε απαρέγκλιτα προς τη λάθος κατεύθυνση και ο αγώνας ενάντια σε οποιονδήποτε αριθμό παγκόσμιων ασθενειών – υπερθέρμανση του πλανήτη, μολυσματικές ασθένειες, πείνα και φτώχεια, εξάντληση των φυσικών πόρων του πλανήτη – θα αποτύχει. ” αυτός γράφει. «Η δουλειά μας ως επιστήμονες είναι να φωτίζουμε για όλους τις αλήθειες που ανακαλύπτουμε».
Σε μια εποχή επιστήμη των πολιτών, μαζική συμμετοχή της κοινότητας και Κελάδημα — που τώρα ονομάζεται X — μια τέτοια δήλωση μπορεί να φαίνεται τρομερά ντεμοντέ. Αλλά αυτό είναι ένα τρομερά παλιομοδίτικο βιβλίο, που περιλαμβάνει ένα κυρίως ανδρικό και ευρωπαϊκό καστ ερευνητών. Η αντωνυμία «αυτή» εμφανίζεται πέντε φορές σε ολόκληρο το βιβλίο.
Αλλά τουλάχιστον έχουμε τα ψαρόνια. Οι αγρυπνίες του Παρίσι στην ταράτσα οδήγησαν σε διάφορα έγγραφα που περιγράφουν με μεγαλύτερη ακρίβεια το σχήμα των μουρμουρισμών και πώς λαμβάνει χώρα η συλλογική λήψη αποφάσεων σε σμήνη πουλιών. ανεξάρτητα από το μέγεθός τους.
Η περίπλοκη μηχανική που ανακάλυψε ο Parisi στο πέταγμα των ψαρονιών μπορεί να μην αντικατοπτρίζει τη συναισθηματική συγκίνηση της εμπειρίας ενός τέτοιου φαινομένου αυτή τη στιγμή, αλλά είναι αρκετά έξυπνος ώστε να συνειδητοποιήσει ότι ο καλύτερος τρόπος για να ενδιαφερθούν οι άνθρωποι για την επιστήμη της πολυπλοκότητας είναι να τη δέσουν σε κάτι μυστηριώδες στην καθημερινότητά τους. «Η επιστήμη πρέπει να υπερασπίζεται όχι μόνο για τις πρακτικές της πτυχές αλλά και για την πολιτιστική της αξία», καταλήγει. «Πρέπει να προωθήσουμε πρωτοβουλίες που επιτρέπουν στους ανθρώπους να προσεγγίσουν τη σύγχρονη επιστήμη».
