Benvenuti nell'era dei ritorni decrescenti


sabato 4 luglio 2015

Il Principio di Massima Potenza

Dalla pagina FB di Bodhi Paul Chefurka. Traduzione di MR

Il Principio di Massima Potenza rivisitato

Il Principio di Massima Potenza (PMP), descritto per la prima volta da Alfred Lotka e in seguito approfondito da H. T. Odum, sostiene che “Durante l'auto-organizzazione i progetti di sistemi la progettazione di sistemi sviluppa e fa prevalere quelli che massimizzano l'assunzione di potenza, la trasformazione di energia e quegli usi che rinforzano”. Ciò è stato formulato da osservazioni ecologiche. Questo saggio, per esempio, riferisce su un esperimento di PMP che coinvolge diverse specie di protozoi. Il risultato conferma chiaramente il ruolo del PMP nella competizione fra specie a quel livello di vita.



Tuttavia, Howard Odum ha considerato che il PMP sia un principio generale di auto-organizzazione e di evoluzione nei sistemi aperti, un principio che è completamente agnostico al tipo di sistema su cui opera. Sono d'accordo con quel punto di vista, che è il motivo per cui dico che questo principio termodinamico sta alla base di tutta l'auto-organizzazione dei sistemi aperti, dai protozoi alla politica.

Il corso e la forma finale dell'auto-organizzazione, naturalmente, sarà diverso quanto i sistemi stessi. Dipende tutto da quale forma operativa produca la maggior parte della potenza nelle condizioni che ottiene per il sistema. E' questa la ragione per cui la maggior parte dei sistemi biologici (compresi i loro derivati umani) non massimizzano necessariamente la loro efficienza dell'uso di energia, eccetto come percorso per produrre la potenza massima.

Uno degli elementi di confusione delle argomentazioni passate sullo sviluppo della termodinamica è stato il mio concentrarmi sull'entropia piuttosto che sull'exergia e la potenza. Il Principio di Produzione Massimo di Entropia (PPME) che ho invece enfatizzato potrebbe essere tecnicamente valido, ma finora è troppo astratto e necessità di troppe qualificazioni per permettere al profano di accettarlo senza avere dibattiti tangenziali che rendano il problema nebuloso.

Concentrarsi invece sul PMP potrebbe rendere la mia argomentazione più facile da chiarire. Questo approccio richiede che il lettore capisca ed accetti solo tre cose piuttosto ovvie: che tutta la vita è alimentata dall'uso di energia; che la vita si sviluppa attraverso un processo di competizione fra gruppi per risorse comuni (vedi selezione naturale), con cooperazione all'interno dei gruppi che agisce a servizio del successo del gruppo stesso e che questo comportamento è vero sia che il gruppo in questione sia una colonia di batteri, un branco di lupi, una specie, una nazione o una multinazionale.

Anche se gli individui potrebbero agire contro il PMP e ridurre deliberatamente il loro uso di potenza, sembra essere estremamente difficile – forse persino impossibile – che i gruppi contravvengano a ciò che a tutti gli effetti è una legge corazzata del mondo naturale – dato che l'obbiettivo #1 di tutta la vita è la sopravvivenza del gruppo. Più grande è il gruppo, più ferro c'è nella corazza.

Ciò è vero in particolare per i gruppi di alta potenza come la civiltà umana, con le nostre attività collegate di politica ed economia. Ogni cosa che facciamo porta il marchio del Principio di massima Potenza e sostiene il suo funzionamento direttamente (per esempio attraverso le società energetiche) o indirettamente attraverso attività come i nostri sistemi politico e legale. Ogni società che non segue (o non può seguire) questa legge a lungo termine verrà spazzata via dai suoi vicini che lo fanno. Ciò è, di fatto, il meccanismo col quale i potenti imperi riescono a piegare quelli meno potenti – come le vele degli spagnoli hanno ceduto il passo al carbone britannico, che ha a sua volta ceduto al petrolio e al nucleare americano.

Alla fine quello che conta è la capacità di mobilitazione, tutto il resto è di facciata. A 18 Terawatt di produzione totale di energia e in aumento, direi che l'Homo Colossus sta facendo bene nei concorsi a premi di PMP del mondo. Con quella produzione di energia non meraviglia che le specie selvatiche del mondo non hanno possibilità contro di noi.


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Chiarimento sul funzionamento del PMP (Principio di Massima Potenza) nei sistemi adattivi

Sono appena stato sfidato sul blog Nature Bats Last sul mio uso di questa frase nel mio articolo sul mio articolo sul “PMP rivisitato”:

sembra essere estremamente difficile – forse persino impossibile – che i gruppi contravvengano a ciò che a tutti gli effetti è una legge corazzata del mondo naturale – dato che l'obbiettivo #1 di tutta la vita è la sopravvivenza del gruppo. Più grande è il gruppo, più ferro c'è nella corazza.

L'obbiezione è stata duplice. Una è stata che il linguaggio era troppo forte (un mio errore comune) e l'altra è stata che ci sono un sacco di esempi di società che hanno contravvenuto al PMP e in diversi modi. Gli esempi presentati sono stati l'Antico Egitto e l'Impero Romano (avevo appena scritto un'interpretazione basata sul PMP delle otto ragioni più comunemente presentate riguardo alla caduta di Roma).

Come tutte le sfide, questa mi ha spinto a rivedere il mio pensiero con più attenzione. Ecco la mia risposta.

Non intendo dire che una nazione non possa essere spinta da un percorso di massima potenza da forse esterne o dal collasso interno. Ovviamente può. Penso sia d'aiuto guardarla in termini di ciclo adattivo nella teoria della resilienza (cosa che ho appena fatto). Quanto segue proviene da una pagina web sull'argomento:

Un ciclo adattivo che si alterna fra lunghi periodi di aggregazione e trasformazione di risorse e periodi più brevi che creano opportunità per l'innovazione, viene proposto come unità fondamentale per capire i sistemi complessi dalle cellule, agli ecosistemi, alle società.
Per le dinamiche di sistema dell'ecosistema e del sistema social-ecologico che possono essere rappresentate da un ciclo adattivo, sono state identificate quattro fasi distinte:
1. crescita o sfruttamento (r)
2. conservazione (K)
3. collasso o rilascio (omega)
4. riorganizzazione (alfa)
Il ciclo adattivo mostra due grandi fasi (o transizioni). La prima, spesso chiamata anello anteriore, da r a K, è la fase lenta ed incrementale di crescita ed accumulo. La seconda, chiamata anello posteriore, da Omega ad Alfa, è la rapida fase di riorganizzazione che porta al rinnovamento.  


Mi pare come se in ogni dato sistema il PMP opera nelle prime due di queste quattro fasi, crescita e conservazione. E' più attivo nella fase di crescita, o fase r, in cui il sistema compete con altri per le risorse di cui ha bisogno. Funziona ancora, anche se con meno intensità, durante la fase di conservazione. L'intensità è minore perché servono meno risorse per mantenersi di quelle che servono per la crescita, quindi la competizione serve di meno. La principale competizione in questa fase è rivolta ad impedire ad altri sistemi di invadere quella piccola riserva di risorse necessarie.

Alla fine altre forze si intromettono. O il sistema perde la competizione per una risorsa fondamentale, o subisce un incidente o comincia a mostrare senescenza. Non riesce più a conservare la propria integrità, quindi iniziano la decomposizione e la dissoluzione.

Per esperienza sembra evidente che i sistemi adattivi continueranno a crescere fino a che un limiti interno o esterno viene raggiunto. Nel caso delle società umane siamo riusciti a rimuovere limite dopo limite. Abbiamo spostato i limiti sempre più in avanti, permettendo a questa iterazione di società globalizzata di realizzare di gran lunga più crescita di quella che qualsiasi altro sistema adattivo sia mai stata capace di gestire. Più saliamo su per quella collina della crescita, più il funzionamento del PMP diventa intenso. Questa è la fase in cui ci troviamo ora.

Alla fine, inevitabilmente, entreremo nell'anello posteriore. Il nostro periodo di conservazione – il plateau della nostra crescita – è probabile che sia molto breve, sempre che ne possiamo identificare uno col senno di poi. Tuttavia, il punto importante è che anche durante il collasso il PMP rimarrà in azione ma su scala minore, mentre i sottosistemi (paesi, regioni, villaggi e famiglie) lottano per assicurarsi le risorse di cui avranno bisogno per la sopravvivenza e la ricostruzione.

Il PMP sembra essere un principio operativo fondamentale che sta dietro al comportamento dei sitemi adattivi che sono in cmpetizione fra di loro. Per esprimerlo in maniera più definita, “il PMP è il principio fisico fondamentale della competizione per le risorse”.

Il collasso cambia il sistema, ma anche quando questo si frantuma, ognuno dei pezzi risultanti – ora sistemi a sé stanti – competeranno ancora fra di loro per lo stesso principio.

Se un sistema, a prescindere da quanto grande o piccolo, “vuole” vincere una competizione per una risorsa, deve fare attenzione ai dettami del PMP. Se non lo fa, che sia deliberatamente o per forza di cose, probabilmente perderà quella competizione e dovrà accettare qualsiasi conseguenza che quella sconfitta comporta. Niente è certo, ma alcune cose sono molto probabili.

E' questo che intendo per “corazzato”.

Commenti (e sfide) sono benvenuti!

5 commenti:

  1. Farò un esempio di economia per far capire come, un sistema con PMP molto più grande di un altro, possa perdere la competizione.

    In economia, una società quando diventa monopolista di un mercato, raggiunge una posizione di forza incredibile, perché si fanno enormi utili e la concorrenza è inesistente oppure è marginale.
    Facciamo l’esempio della Microsoft che ha conquistato il monopolio nei sistemi operativi per desktop (con Windows) e in tanti altri settori del software (Office, …).
    Arrivano aziende piccole e in rapida crescita che gli creano problemi: Apple (era quasi fallita), google (nata dal nulla); ecc.
    Malgrado la forza della Microsoft fosse enorme e quella della Apple era quasi inesistente (settore di nicchia e perdite economiche), tramite l’innovazione di prodotto, di brand, ecc. quest’ultima è riuscita a superare la rivale (vedere quotazioni in borsa e guadagni annuali).
    Questo significa che: anche un sistema con PMP molto grande, può soccombere, se un altro sistema antagonista riesce a sfruttare adeguatamente alcune situazioni (innovazione, tecnologia, …).

    Quindi, mai dare per certo che: Davide non possa sconfiggere Golia.

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    1. Secondo me, Davide può sconfiggere Golia senza contravvenire al principio. Intanto può essere più piccolo, ma più efficiente, nel qual caso tenderà a crescere a spese dei grossi meno efficienti di lui. In secondo luogo, il competitore che dissipa (o assorbe) più energia è vincente finquando l'energia necessaria è disponibile in forme e quantità adeguate ai suoi bisogni. Diminuendo il livello quali/quantitativo dell'energia disponibile, le cose cambiano in modi spesso imprevedibili.

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    2. Il problema di questo principio è che si basa sulla quantità di energia e non sulla qualità della dissipazione.

      E' come se: oggi una grande azienda (PMP grande) producesse macchine per scrivere meccanica (pesante 8 kg), mentre una piccola azienda producesse computer (peso 4 kg).

      Non è la quantità di energia dissipata che ti porta in una situazione migliore.

      Faccio un altro esempio, questa volta biologico.
      Ci sono specie viventi che hanno nel loro codice genetico, molti più geni di quelli che ha l'uomo; però sono forme di vita più semplici e meno "intelligenti".
      Non è la quantità che fa la differenza, ma la qualità!

      Ancora in economia.
      Nel Boom delle dot com, la Tiscali (100 dipendenti) aveva un valore di borsa paragonabile alla Fiat che aveva un numero di dipendenti centinaia di volte superiore e stabilimenti enormi, con una dissipazione di energia imparagonabile.

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  2. Articolo interessante come sempre quelli di Chefurka, a questo proposito consiglio vivamente la lettura di questo: http://www.amazon.com/Thermodynamique-l%C3%A9volution-Un-essai-thermo-bio-sociologie/dp/2917141328/ref=asap_bc?ie=UTF8

    Non tutto mi convince al 100%, ma apre parecchie finestre nella testa.

    Personalmente, quello che penso manchi in tutto questo è una spiegazione convincente del perché la dissipazione di energia non cresce molto più di quanto non faccia. Io penso che ciò dipenda da una combinazione di fattori sia interni che esterni al sistema considerato. A livello esterno, ci sono ovvi limiti sia dal lato dell'assorbimento che della dissipazione di energia. A livello interno penso invece che giochi un variabile equilibrio fra cooperazione e competizione fra gli elementi costituenti il sistema stesso.
    Jacopo

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    1. @Jacopo: "perché la dissipazione di energia non cresce molto più di quanto non faccia."

      Penso sia dovuto principalmente all'EROEI e al potere energetico per unità di massa.
      Dissipare molta più energia significherebbe estrarre molta mia materia prima da consumare.

      Il petrolio ha fatto fare un grande balzo all'umanità, perché era energia concentrata (sappiamo che un solo litro equivale a vari giorni lavorativi di un uomo).

      Per avere un aumento ulteriore della dissipazione, ci vorrebbe una fonte di energia più concentrata (nucleare) ma anche con un EROEI alto.

      Un altro limite è la nostra conoscenza scientifica / tecnologica; in quanto, se avessimo una fonte energetica concentrata sfruttabile con un EROEI molto alto, non potremmo andare in vacanza in giro nel nostro sistema solare (quindi alta dissipazione), se non abbiamo la tecnologia (e la scienza ) adeguata.

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