Il Nobel 2021 per la Fisica - assegnato ieri - è condiviso, come ormai d’uso, tra più scienziati: assieme al giapponese Syukuro Manabe e al tedesco Klaus Hasselmann, l’italiano Giorgio Parisi, professore ordinario di Fisica Teorica dell’Università “la Sapienza” di Roma, è stato premiato per i contributi ‘alla comprensione dei sistemi fisici complessi’. Più in dettaglio, la motivazione recita ‘per la scoperta del sottile bilancio tra disordine e fluttuazione nei sistemi fisici, dalle scale planetarie a quelle atomiche’.
Parisi si inserisce all’interno di quel filone di scienziati che si occupano dei cosiddetti sistemi complessi. Si tratta di un campo della Fisica altamente interdisciplinare, che studia il legame che c’è tra proprietà macroscopiche di un sistema (per esempio una foresta) e le caratteristiche dei numerosissimi costituenti del sistema stesso (animali, piante, batteri, fiumi, particolato atmosferico,...). Proprio il grande numero di questi ‘attori’ sul palcoscenico e la difficoltà nel descrivere il modo in cui essi interagiscono rende tanto affascinante lo studio di tali fenomeni, detti ‘emergenti’: come mai gli uccelli di uno stormo si ordinano a formare schemi geometrici precisissimi? Come possono emergere le correnti in un oceano? Che leggi regolano le interazioni tra elementi di un ecosistema marino, le quali portano al prevalere di alcune specie a scapito delle altre? All’interno del nostro cervello, che rapporto c’è tra i singoli neuroni e i meravigliosi compiti che esso è in grado di svolgere?
In particolare, ci si chiede spesso come l’ordine e la simmetria possano fuoriuscire da un gran numero di elementi estremamente caotici interagenti fra loro.
I fisici che lavorano in questo campo devono bilanciare attentamente le proprie competenze fra modelli teorici, simulazioni al computer e dati sperimentali (spesso molto difficili da ottenere). La potenza dell’approccio di chi studia i sistemi complessi è basata sulla statistica, sulle simulazioni numeriche e su leggi che valgono sorprendentemente in scale e contesti estremamente diversi: basti pensare che un pianeta come la Terra ha un raggio 10 milioni di miliardi di volte più grande della tipica scala dei fenomeni atomici!
I contributi di Giorgio Parisi sono numerosi, in ambito di fisica delle particelle, cromodinamica quantistica, vetri di spin, meccanica statistica e molti altri ancora. Il suo apporto più originale e significativo, forse, è stato proprio la curiosità con cui ha contribuito alla comprensione della funzione fondamentale del caos e del disordine in questi sistemi, dove imprevedibili proprietà collettive (come la formazione di meravigliosi cristalli nati dall’interazione tra minuscoli atomi tutti uguali fra loro) fanno capolino e suscitano domande e ammirazione.
Francesco Mambretti