Alessandro Vespignani e la teoria delle reti complesse

Alessandro Vespignani e la teoria delle reti complesse

Clima cosmopolita al Centro Congressi d'Ateneo dove, dal 17 al 19 giugno, si sono incontrati i massimi esperti al mondo nel campo delle nuove tecnologie per l'appuntamento annuale della Gitma. Sotto la lente di ingrandimento la gestione dell'informazione e della comunicazione con uno sguardo particolare alla globalizzazione.

Per la prima volta in Europa, la Gitma ha scelto Napoli come città ospite della manifestazione grazie allo stretto rapporto di collaborazione che la lega al Dipartimento di Ingegneria Economico-Gestionale dell'Ateneo e con l'obiettivo principale di aprire la discussione a persone provenienti da ogni parte del mondo.

Viene dall'America Alessandro Vespignani, romano di nascita e professore del Complex Systems Group dell'Indiana University, tra i massimi esperti della struttura e dell'evoluzione di internet.
Dopo laurea e dottorato a La Sapienza, la ricerca lo ha portato in giro per il mondo. Prima gli Stati Uniti e la Yale University, poi l'Olanda e la Francia. Un incarico all'Unesco per poi volare a Parigi. Da tre anni lavora stabilmente in America, in forze all'Indiana University.

Con una formazione da fisico in senso stretto, Vespignani si è spostato negli anni sempre più verso le applicazioni della fisica in campi interdisciplinari. Internet, l'informatica, la biologia e l'epidemiologia – sia dei computer che delle persone – sono oggi i suoi settori di maggiore attività.

Filo rosso dei suoi svariati campi di interesse è la "teoria delle reti complesse". Nata nel ‘700 con Eulero, dopo vari salti è arrivata agli anni Trenta del Novecento con l'applicazione della teoria dei network alle scienze sociali. Ma la vera accelerazione della teoria è arrivata negli ultimi dieci anni con internet e le scienze dell'informazione. Perché lo "scale-free network" vede la sua parte applicativa in campi apparentemente distanti ma che, dietro la loro diversità, sono uniti da caratteristiche comuni. Una di queste è l'"invarianza di scala". E per spiegarcela Vespignani prende ad esempio il cavolo romano.

"Se si guarda il cavolo romano – spiega il professore - si vede che è formato da tante escrescenze, tanti piccoli bulbi. Se poi una di queste escrescenze viene isolata, si nota che ripropone, in maniera uguale e fedele, la stessa struttura dell'intero cavolo. E così, all'infinito, si comportano tutte le parti che non fanno altro che restituirci una struttura uguale a se stessa per infinite volte".

In sostanza, ognuna delle unità di questi sistemi è un'individualità unica inserita in una complessa gerarchia. Una teoria che funziona per i più svariati campi: dalle scienze dell'informazione, di internet e del world wide web, a quello delle malattie, della loro trasmissione e delle epidemie. Perché a riproporre la stessa struttura a rete sono le proteine e gli aeroporti, le reti delle collaborazioni tra gli scienziati e quelle tra gli attori di Broadway.

Ma qual è il comune denominatore di una teoria applicabile a così svariati campi?

"L'elemento che li accomuna tutti si trova nella loro architettura: tutti questi campi presentano, a un certo livello di analisi, delle architetture molto simili che ripropongono una stessa struttura – spiega Vespignani - Naturalmente oggi la teor
ia delle reti va verso una sempre maggiore specificazione, e si pone l'attenzione sulle specificità di ognuna di queste reti, fermo restando che, alcuni principi fondamentali, regolano ognuno di questi network. L"attaccamento preferenziale", ad esempio, è uno di questi".

E anche in questo caso a spiegarci il principio è un caso pratico.

"Prendiamo una classe di alunni: è facile il meccanismo per cui in un gruppo si tenda a ruotare tutti intorno a una o più persone. Una personalità più forte, più carismatica, tende a fare da attrattore e ad avvicinare a sé tutte quelle che vi ruotano intorno e che finiscono per preferirlo agli altri, provando ad entrare il relazione con lui".

Questo stesso meccanismo di immediata comprensione nei rapporti interpersonali, che fa sì che ci si "attacchi" in maniera preferenziale ai più forti, ai leader, si ripropone, ad esempio, anche nelle reti informatiche.

"In questo tipo di reti ci sono tanti centri e periferie che vengono collegati tra loro da relazioni nelle quali però non si esclude nessuna possibilità di contatto. Queste reti si attestano intorno a un valore medio di contatti che non esclude però nessuna possibilità. Per cui le reti sono delle architetture gerarchiche dove tutte le possibilità sono ammesse".

Uno studio, quello sulla teoria delle reti, che rende applicabili gli studi sui virus informatici anche al campo delle malattie umane e, in particolare, a quelle a trasmissione sessuale. E, dunque, mentre per molti anni per studiare i virus informatici ci si è avvalsi delle conoscenze nel campo dell'immunologia, ora sembra in corso un'inversione di tendenza.

"Come nelle reti di internet, anche nelle reti dei rapporto sessuali e della trasmissione delle malattie esistono questi soggetti ad alta connettività ed è applicabile il concetto di attaccamento preferenziale. Per cui è inutile fare delle campagne di prevenzione diffuse, bisognerebbe invece farle più mirate e andare dunque a intervenire su quei soggetti appunto ad alta connettività che diffondono il virus".

Dall'informatica alla medicina, è dunque possibile che grazie ai fisici e agli informatici si faranno passi in avanti nel campo della medicina?

"L'informatica potrà dare un suo importantissimo apporto alla medicina in specifico nel campo delle previsioni dell'incidenza delle malattie – spiega lo scienziato – L'epidemiologia computazionale può essere usata per prevedere ad esempio l'impatto delle malattie. Nei prossimi quindici o vent'anni l'apporto in questi senso sarà notevole. Chi dice che nel corso degli anni non nascano reti di ricerca multidisciplinare che uniscano fisici, matematici, biologi e informatici insieme? Una rete che si possa occupare di studiare in sinergia i diversi campi di sviluppo della teoria".  (a.m.)


Redazione

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