I Sistemi Complessi sono sistemi naturali di cui la scienza non è in grado di fornire una descrizione esaustiva. Esempi di Sistemi Complessi sono gli esseri viventi sia unicellulari che multicellulari, il cervello ed il sistema immunitario umano, gli ecosistemi, le società umane, l’economia globale, il clima e la geologia del nostro pianeta. Questo libro è un racconto di un meraviglioso viaggio interdisciplinare che l’autore ha compiuto per comprendere le proprietà dei Sistemi Complessi.

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LA SCHEDA DEL “LIBRO PUBBLICATO”:
UNTANGLING COMPLEX SYSTEMS:
A GRAND CHALLENGE FOR SCIENCE
Dall’Autore: Pier Luigi Gentili
1. TITOLO: “Untangling Complex Systems: A Grand Challenge for Science.”
2. AUTORE: Pier Luigi Gentili
NOTE SULL’AUTORE: Pier Luigi Gentili ha un Dottorato in Scienze Chimiche. Sia nella ricerca che nell’insegnamento si
occupa di Complessità. Considera il “Natural Computing” come una strategia promettente per comprendere i Sistemi
Complessi ed affrontare le sfide della Complessità Computazionale. In particolare, sta sviluppando l’innovativa
Intelligenza Artificiale Chimica. Gentili ha numerose collaborazioni ed esperienze lavorative in diversi laboratori. Per
esempio, il gruppo di “Fotochimica e Fotofisica” dell’Università di Perugia (Italia), il gruppo di “Dinamica Non-lineare”
della Brandeis University (MA, USA), il “Laboratorio Europeo di Spettroscopia Non-lineare” a Firenze (Italia), il “Centro
per le Scienze Fotochimiche” della Bowiling Green State University (OH, USA), il “Laboratorio di Chimica e Fotochimica
Computazionale” dell’Università di Siena (Italia).
3. CASA EDITRICE: CRC Press, Francis & Taylor Group, Boca Raton, FL (USA).
4. ANNO PUBBLICAZIONE: 2018
5. BANDELLA LATERALE con breve descrizione dei contenuti del “Libro Pubblicato”
I Sistemi Complessi sono sistemi naturali di cui la scienza non è in grado di fornire una descrizione
esaustiva. Esempi di Sistemi Complessi sono gli esseri viventi sia unicellulari che multicellulari, il cervello
ed il sistema immunitario umano, gli ecosistemi, le società umane, l’economia globale, il clima e la geologia
del nostro pianeta. Questo libro è un racconto di un meraviglioso viaggio interdisciplinare che l’autore ha
compiuto per comprendere le proprietà dei Sistemi Complessi. L’autore ha intrapreso il suo viaggio
equipaggiato con i principi fondamentali della Chimica-Fisica; in particolare, la Seconda Legge della
Termodinamica, che descrive l’evoluzione spontanea del nostro universo, e gli strumenti della Dinamica
Non-Lineare. Trattando molte discipline, in particolare la chimica, la biologia, la fisica, l’economia e la
filosofia, l’autore dimostra che i Sistemi Complessi sono network intrecciati che lavorano fuori
dall’equilibrio e che esibiscono proprietà emergenti.

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6. INDICE DEI CAPITOLI PRINCIPALI
1. Introduction.
2. Reversibility or Irreversibility? That is the Question!
3. Out-of-Equilibrium Thermodynamics.
4. An amazing scientific voyage: from equilibrium up to self-organization through bifurcations.
5. The emergence of temporal order in ecosystems.
6. The emergence of temporal order in economy.
7. The emergence of temporal order within a living being.
8. The emergence of temporal order in a chemical laboratory.
9. The emergence of order in space.
10. The emergence of chaos in time.
11. Chaos in space: The Fractals.
12. Complex Systems
13. How to untangle Complex Systems?
Appendix A: Numerical Solutions of Differential Equations
Appendix B: The Maximum Entropy Method
Appendix C: Fourier Transform of Waveforms
Appendix D: Errors and Uncertainties in Laboratory Experiments
Appendix E: Errors in Numerical Computation

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7. INDICARE LE POSSIBILI DECLINAZIONI IN AMBITO SISTEMICO E COMPLESSO CHE SCATURISCONO DALLA
LETTURA DEL LIBRO:
L’umanità ha di fronte a sé delle sfide rilevanti che deve ancora vincere. Per esempio, dovremmo saper
predire eventi catastrofici, come terremoti ed eruzioni vulcaniche, per evitare molte morti. Vorremmo
evitare l’eccessivo surriscaldamento del nostro pianeta. Desideriamo sfruttare le risorse energetiche e di
cibo, evitando di danneggiare gli ecosistemi naturali e la loro biodiversità. Ci sono malattie che sono tuttora
incurabili e che debbono esser sconfitte. Vorremmo almeno poter predire tutte quelle crisi economiche e
politiche che sono inevitabili. Affrontare queste sfide, che l’autore definisce “Sfide della Complessità
Naturale”, significa occuparsi di Sistemi Complessi. Questo libro intende contribuire alla loro comprensione
con un approccio interdisciplinare e sistemico. Non è possibile descrivere i Sistemi Complessi in maniera
accurata a partire da tutti i loro elementi costitutivi per ragioni di Complessità Computazionale. Pertanto
è necessario sviluppare dei modelli. Le caratteristiche del modello dipendono a quale livello vogliamo
descrivere il comportamento del Sistema Complesso. Un utile metodologia per costruire nuovi modelli
assume che ogni Sistema Complesso calcola. Quindi dobbiamo discernere quali sono gli input, gli output e
i tipi di computazione che il Sistema Complesso realizza. Poi dobbiamo sviluppare algoritmi che possano
eseguire quelle computazioni. Un buon algoritmo diverrà uno strumento predittivo ed un sistema di
supporto nel prendere decisioni per provare a vincere le Sfide della Complessità Naturale. Infine possiamo
escogitare un meccanismo per implementare l’algoritmo. Se un tale meccanismo esiste, esso contribuirà
allo sviluppo della tecnologia. Nel costruire buoni modelli dei Sistemi Complessi, dovremmo acquisire la
conoscenza necessaria per formulare la tanto attesa nuova teoria scientifica in grado di descrivere la
Complessità Naturale. Molto probabilmente la nuova teoria avrà l’informazione come variabile
fondamentale. Il libro fornisce le basi concettuali necessarie per provare a contribuire alla formulazione
dell’attesa nuova teoria scientifica della Complessità.