La vita è tutto un link

È stato nel 1994 tra i fondatori di Girodivite – assieme a un gruppo di ragazzi e ragazze accomunati dall’amicizia e dalla curiosità per il mondo -, ha poi svolto una brillante attività di ricerca nel campo della fisica, Santo Fortunato ora si dedica alla scienza delle reti, una delle frontiere più avanzate della ricerca contemporanea. Un campo di studi che investe tutte le discipline e molti ambiti concreti dell’esistenza quotidiana: si pensi all’importanza che hanno le “reti” nella comunicazione e nell’informatica, ma anche nei più diversi settori: dalla medicina alla fisica. Un settore di studi interdisciplinare ed estremamente interessante dal punto di vista delle ricadute sociali.

Incontriamo Santo Fortunato per parlare del suo libro e di questo settore di studi. Come tutte le nuove discipline e gli ambiti di ricerca nuovi, anche la scienza delle reti ha radici “antiche”.

La città di Königsberg (Kaliningrad, ex Prussia orientale) nel Settecento è percorsa dal fiume Pregel e da suoi affluenti, con due estese isole che sono connesse tra di loro e con le due aree principali della città da sette ponti.

I ponti di Konigsberg

(Credits [1])

Il problema che si ponevano gli abitanti di Königsberg era: è possibile, passeggiando, seguire un percorso che attraversi ogni ponte una e una volta soltanto?

Il matematico Leonhard Euler nel 1736 diede la risposta, e la dimostrazione matematica cioè scientifica del problema: Euler che aveva allora 29 anni e che in Italia conosciamo come Eulero, disse: non è possibile. Rappresentò la cosa come un “grafo” e contemporaneamente diede origine alla teoria dei grafi e alla topologia.

Un altro “nodo” che conduce piano piano alla teoria delle reti attuali è la teoria dei “sei gradi di separazione”. Ne scrive nel 1929 lo scrittore ungherese Frigyes Karinthy in un suo racconto. Secondo questa teoria, ogni persona può essere collegata a qualunque altra persona o cosa attraverso una catena di conoscenze e relazioni con non più di 5 intermediari. Nel 1967 lo psicologo americano Stanley Milgram, selezionò, in modo casuale, un gruppo di statunitensi del Midwest e chiese loro di spedire un pacchetto a un estraneo che abitava nel Massachusetts, a diverse migliaia di chilometri di distanza. Ognuno di essi conosceva il nome del destinatario, il suo impiego e la zona in cui risiedeva, ma non l’indirizzo preciso. Fu quindi chiesto a ciascuno dei partecipanti all’esperimento di spedire il proprio pacchetto a una persona da loro conosciuta, che, a loro giudizio, poteva avere la maggiore probabilità di conoscere il destinatario finale. Quella persona avrebbe fatto lo stesso, e così via, fino a che il pacchetto non fosse stato consegnato al destinatario finale. Milgram si aspettava che il completamento della catena avrebbe richiesto almeno un centinaio di intermediari. Invece i pacchetti, per giungere al destinatario, richiesero in media solo tra i cinque e i sette passaggi.

Nel 1993 fu fatto il film “6 gradi di separazione” diretto da Fred Schepisi, e la teoria divenne nota anche al pubblico. La teoria delle reti ha avuto un decisivo sviluppo con Internet.

Leggo dalla tua pagina sul sito CNetS dell’Università dell’Indiana:

Ho conseguito il dottorato in Fisica teorica nel 2000 presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Bielefeld, in Germania, lavorando sulle teorie di gauge, percolazione e fenomenologia delle collisioni di ioni pesanti. Sono passato alla scienza della complessità nel 2004 e dal 2005 al 2007; poi ricercatore post dottorato presso la School of Informatics and Computing dell’Università dell’Indiana, lavorando nel gruppo di Alessandro Vespignani. Dal 2007 al 2011 sono stato alla Fondazione ISI di Torino, in Italia, prima come ricercatore e poi come leader scientifico. Nel 2011 sono diventato professore associato di Sistemi complessi presso la School of Science dell’Università di Aalto, in Finlandia. Attualmente sono professore ordinario presso la School of Informatics, Computing and Engineering della Indiana University. Le mie principali aree di ricerca sono la scienza delle reti, le scienze sociali computazionali e la scienza della scienza. In particolare il rilevamento della struttura a comunità nelle reti, l’analisi e la modellizzazione delle reti sociali, informative e del cervello, la dinamica dell’accumulo di citazioni, la scienza dell’assemblaggio e della produttivita’ dei teams, la valutazione dell’impatto scientifico, gli esperimenti sulle dinamiche sociali. Di recente ho iniziato a studiare la complessità del cambiamento climatico. Maggiori informazioni sul mio sito Web e sul sito Web del mio gruppo (CoNeX).

Santo Fortunato

Hai però iniziato in Italia, Università di Catania e poi in Finlandia. Mi dici qualcosa su quelle esperienze?

A Catania mi sono laureato in fisica teorica nel 1995. C’è una buona scuola di fisica, che mi ha dato una buona formazione. Ma io ho sempre desiderato fare esperienze all’estero per cui sono andato via subito dopo. Ho fatto la tesi di laurea a Stoccolma e ho usato quell’aggancio per restare lì un anno con una borsa di studio, alla Scuola Reale Politecnica di Stoccolma. Poi ho fatto il dottorato in Germania e ci sono rimasto come ricercatore, fino al momento in cui ho deciso di cambiare il settore di ricerca e sono passato alla fisica dei sistemi complessi.

In Finlandia ho vinto il concorso per professore associato nel 2011, e ci ho vissuto 5 anni. Essendo già stato in Svezia abituarsi alla vita lì è stato semplice anche se è una società e un ambiente molto diversi da quelli italiani. A Helsinki sono poi stato promosso professore ordinario, nel 2014.  La Finlandia ha delle eccellenze importanti nel settore della tecnologia, dell’educazione e del design. Io ho lavorato all’Università Aalto, che sarebbe l’MIT finlandese. C’erano forti contatti con le aziende e lì avevo anche pensato di iniziare una startup, ma avrebbe tolto molto tempo alla mia ricerca e ho desistito.

Hai avuto un’esperienza anche con Alessandro Vespignani e il suo gruppo di ricerca...

Sono entrato nel gruppo di Alessandro alla Indiana University nel Febbraio del 2005, e da allora siamo sempre in contatto per varie cose. Di recente abbiamo vinto una sovvenzione, un grant della National Science Foundation, per sponsorizzare il primo programma di mobilità internazionale di ricercatori nell’ambito della scienza delle reti. È stato un passo fondamentale della mia carriera, anche se alla fine non abbiamo collaborato molto direttamente, perché lui aveva deciso di focalizzarsi sull’epidemiologia computazionale che a me invece non interessa. Ma ho conosciuto varie persone grazie ad Alessandro con cui ho prodotto le mie prime pubblicazioni importanti. Col senno di poi, sono contento che le cose siano andate così, perché in questo modo mi sono "svezzato" molto presto e ho iniziato un percorso indipendente praticamente da subito.

Hai lavorato con diversi gruppi di ricerca, in diversi Paesi. Esiste un unico modo di fare ricerca - esiste una cosa chiamata "ricerca universale, collettiva, globale"; esiste una "ricerca europea" ?-, o ci sono differenze regionali?

La ricerca si fa sempre e solo in un modo, ovunque. Poi c’è quella buona e quella cattiva o magari fraudolenta. La differenza la fanno sempre il talento e l’impegno dei ricercatori, e il sostegno delle istituzioni, soprattutto nella forma di finanziamenti alla ricerca. Da questo punto di vista gli Stati Uniti hanno e avranno sempre un grande vantaggio sul resto del mondo, anche se in Europa ci sono diverse eccellenze mondiali.

Non ho seguito l’evoluzione della mobilità scientifica ma è indubbio che il primato statunitense si basa sulla presenza di alcune delle menti migliori dei vari paesi. Nel frattempo Paesi in via di sviluppo hanno raggiunto un livello economico tale da investire sulla ricerca molto più di prima, per esempio Cina e India. Così negli ultimi anni sta diventando normale anche per talenti di questi Paesi, che si spostano negli USA per studiare, tornare nei loro paesi e portare lì il loro know-how. Non so se questa tendenza avrà effetti importanti sulla produttività scientifica del sistema americano.

L’approccio umanistico e storicistico, tipico della formazione degli italici, pensi aiuti a affrontare in maniera diversa la ricerca?

Non credo. Alla fine conta di più imparare le materie scientifiche, e specialmente la matematica, il prima e meglio possibile. Dal punto di vista culturale, coltivare uno spirito critico e non fidarsi ciecamente delle autorità è determinante.

Ti sei occupato di teoria delle reti: da noi l’argomento ha avuto una diffusione a partire dalla pubblicazione del libro di Albert-László Barabási, “Link, la nuova scienza delle reti” (Einaudi, 2008).

Barabási è il principale riferimento del campo. È un amico e abbiamo anche un articolo insieme. La moderna scienza delle reti è la disciplina che studia tutti quei sistemi complessi (Internet, il Web, le reti sociali, ecologiche, biologiche, di trasporto, etc.) che possono essere descritte come una rete, cioè un insieme di punti collegati tra linee. Nel caso delle reti sociali, per esempio, i punti sono le persone e le linee uniscono persone che si conoscono o che hanno un qualche tipo di interazione sociale (come gli amici su Facebook).

Sei coautore del “Primo corso di scienza delle Reti” (A First Course in Network Science) edito dalla Cambridge University Press (2020, ISBN 978-1108471138), assieme a Filippo Menczer e a Clayton A. Davis. Sarebbe interessante una edizione italiana.

"A First Course in Network Science" è un libro di testo sulla scienza delle reti estremamente accessibile, pensato per studenti universitari dei primi anni. È basato sull’approccio "hands-on", cioè insegnare agli studenti non solo le nozioni di base della disciplina ma anche a fare delle cose, come delle analisi di base di reti. Insegna a programmare in Python, che è uno dei linguaggi di programmazione più diffusi, e offre tantissimi esercizi e tutorial che insegnano agli studenti come fare varie cose, tipo calcolare proprietà di una rete, creare reti attraverso modelli artificiali e simulare processi su rete, come la diffusione di epidemie, informazione e opinione. Il formalismo è minimo, ed è inserito in box che si possono saltare senza perdere la comprensione di base dei contenuti. Ci sono già vari libri sulle reti, ma nessuno ha questo approccio così introduttivo.

Il libro è un progetto nato anni fa, per venire incontro alle esigenze degli studenti universitari più giovani, che avevano bisogno di un testo introduttivo e più accessibile di quelli esistenti. Speriamo di aver colmato una lacuna.

Il mio coautore è Filippo Menczer, come me professore al dipartimento di informatica di Indiana University. È di Roma, anche se vive negli USA da molti anni. La sua specialità è la ricerca della diffusione di misinformazione e fake news su Twitter. Nel libro ci sono vari esempi su questo. L’altro autore, Clayton A. Davis, è un ex-studente di Filippo, bravissimo programmatore, che ha creato una parte degli esercizi e scritto tutti i tutorial.

Come ci avete lavorato?

Si lavorava in parallelo, su un documento condiviso in cui ciascuno di noi poteva fare modifiche quando trovava il tempo. Ma ci siamo incontrati tante volte per armonizzare lo stile e correggere gli errori.

Analisi delle reti, dello sviluppo delle reti, delle espansioni. Vi sono ricadute pratiche, sotto forma di "controllo": nel campo dell’informatica. Ma per es. nel campo del controllo delle idee, del controllo dei consumatori, il come si sviluppano determinati fenomeni sociali (e come direzionarli). Da noi di recente è stato pubblicato il libro di Shoshana Zuboff, “Il capitalismo della sorveglianza” (LUISS, 2019)...

Conoscere le reti significa (anche) scoprire quali nodi della rete siano i più centrali rispetto a vari fenomeni che possono accadere. Questa informazione può essere usata sia da chi cerca di proteggere il sistema sia da chi cerca di danneggiarlo, per esempio chi cerca di mettere in giro fake news su Twitter, o chi cerca i nodi più vulnerabili di Internet...

Biblio/sitografia per approfondimento

La teoria delle reti, così come la teoria dei giochi e quella relativa ai frattali è tra i più interessanti sviluppi con ricadute interdisciplinari che abbiamo conosciuto dai tempi delle teorie strutturaliste e semiologiche (negli anni Settanta).

Per chi volesse cominciare, può intanto leggere le "voci" di Wikipedia relative all’argomento: a cominciare da teoria delle reti (network theory), reti sociali, teoria dei grafi, sei gradi di separazione, il Problema dei ponti di Königsberg ecc_.

Il libro di Santo Fortunato &C. per il momento non è previsto in edizione/traduzione italiana. Ma si può intanto andare a leggere il fondamentale: Albert-László Barabási, “Link, la nuova scienza delle reti” (Einaudi, 2008). E: "Nexus. Perché la natura, la società, l’economia, la comunicazione funzionano allo stesso modo", di Mark Buchanan (Mondadori, 2004).

Beh, per una infarinatura iniziale sul mondo del web si può, volendo, leggere Il cronoWeb, la cronologia del web "dalle origini" ai nostri giorni :-) edita da ZeroBook in cui è possibile ritrovare alcuni dei temi e delle persone di cui si parla in questo articolo.