La legge di Tainter: dov'รจ la fisica?
L'interpretazione di Joseph A. Tainter sulla causa del crollo delle civiltร รจ che le strutture sociali generino rendimenti negativi quando diventano troppo complesse; come mostrato sopra (dall'articolo di Tainter del 1996 su dieoff.com)
Potremmo chiamare questa correlazione come "legge di Tainter"
Ma che
cosa รจ esattamente che genera questo comportamento?
In questo post, cercherรฒ di creare un semplice modello che spieghi la legge
Articolo apparso su "Cassandra's Legacy" il 27 Marzo 2011. Traduzione dall'inglese di Pandemica-mente.
Joseph Tainter ha scritto unโaffascinante interpretazione del crollo
delle civiltร umane nel suo libro "The Collapse of Complex Societies"
(1988) (si veda anche il suo saggio del 1996).
Il collasso รจ un evento comune: รจ quello di cui sono fatti i libri di
storia. I potenti imperi del passato, dai Sumeri all'Unione Sovietica,
sono tutti crollati ad un certo punto. Tuttavia, non sembriamo essere in
grado di comprendere le ragioni per cui i crolli siano cosรฌ comuni.
Nel suo libro, Tainter esamina studi precedenti ed elenca almeno undici cause (o "concause") dei collassi che sono state proposte dagli storici. L'esaurimento delle risorse, le catastrofi, gli invasori, il conflitto sociale ed altre ancora. Ma esiste una singola causa del collasso? O ce ne sono diverse? Tainter cerca un'unica, comune radice del problema e la trova in quello che lui chiama "i rendimenti decrescenti della complessitร ".
Partendo da un concetto ben noto nella teoria economica, quella dei rendimenti decrescenti, Tainter costruisce il suo caso su esempi storici. E' chiaro che numerose societร hanno continuato a costruire e gestire strutture complesse e costose, anche in condizioni nelle quali era molto difficile trovare le risorse necessarie. Un esempio รจ quello delle fortificazioni a protezione dell'Impero Romano d'Occidente, che devono essere state un tale fardello che possiamo considerarle fattori che abbatterono l'Impero. E, in generale, effettivamente vediamo che le societร , compresa la nostra, erigono burocrazie complesse ed ipertrofiche che appaiono del tutto inutili; un aumento di complessitร che genera solo uno spreco di risorse.
L'idea dei rendimenti decrescenti della complessitร appare coerente e ragionevole. Ma, perchรฉ le societร si comportano in questo modo? Tainter non fornisce una vera spiegazione; su questo punto, sembra seguire la tradizione degli storici di descrivere, anzichรฉ interpretare. Ma, se vi capita dโavere un punto di vista piรน orientato verso la fisica, allora descrivere quello che accade non รจ piรน sufficiente. Volete sapere quali siano i meccanismi interni che fan sรฌ che le civiltร evolvano verso una piรน elevata complessitร . Qual รจ la fisica del collasso?
Vediamo quindi se possiamo costruire un modello di crescita e collasso delle civiltร . Il piรน semplice che sono riuscito a mettere insieme รจ il seguente. Si tratta, se volete, di un "modello giocattoloโ:
Nel suo libro, Tainter esamina studi precedenti ed elenca almeno undici cause (o "concause") dei collassi che sono state proposte dagli storici. L'esaurimento delle risorse, le catastrofi, gli invasori, il conflitto sociale ed altre ancora. Ma esiste una singola causa del collasso? O ce ne sono diverse? Tainter cerca un'unica, comune radice del problema e la trova in quello che lui chiama "i rendimenti decrescenti della complessitร ".
Partendo da un concetto ben noto nella teoria economica, quella dei rendimenti decrescenti, Tainter costruisce il suo caso su esempi storici. E' chiaro che numerose societร hanno continuato a costruire e gestire strutture complesse e costose, anche in condizioni nelle quali era molto difficile trovare le risorse necessarie. Un esempio รจ quello delle fortificazioni a protezione dell'Impero Romano d'Occidente, che devono essere state un tale fardello che possiamo considerarle fattori che abbatterono l'Impero. E, in generale, effettivamente vediamo che le societร , compresa la nostra, erigono burocrazie complesse ed ipertrofiche che appaiono del tutto inutili; un aumento di complessitร che genera solo uno spreco di risorse.
L'idea dei rendimenti decrescenti della complessitร appare coerente e ragionevole. Ma, perchรฉ le societร si comportano in questo modo? Tainter non fornisce una vera spiegazione; su questo punto, sembra seguire la tradizione degli storici di descrivere, anzichรฉ interpretare. Ma, se vi capita dโavere un punto di vista piรน orientato verso la fisica, allora descrivere quello che accade non รจ piรน sufficiente. Volete sapere quali siano i meccanismi interni che fan sรฌ che le civiltร evolvano verso una piรน elevata complessitร . Qual รจ la fisica del collasso?
Vediamo quindi se possiamo costruire un modello di crescita e collasso delle civiltร . Il piรน semplice che sono riuscito a mettere insieme รจ il seguente. Si tratta, se volete, di un "modello giocattoloโ:
Il modello si basa sulle convenzioni della dinamica dei sistemi. I
rettangoli indicano gli stock di qualcosa. Si potrebbe dire che la
casella a sinistra contenga i combustibili fossili, mentre il riquadro a
destra contenga lโanidride carbonica. La casella centrale contiene
tutte le cose di cui รจ fatta l'economia e che sono create dalla
disponibilitร di energia proveniente dai combustibili fossili: persone,
macchinari, edifici, strutture, come le si chiama.
Lo stock di combustibili fossili รจ elaborato dallโeconomia ed infine trasformato in rifiuti, come indicato dalle frecce dal doppio bordo che mostrano la direzione del flusso della materia. Le frecce col bordo singolo indicano come gli importi immagazzinati negli stock influenzano il flusso; che รจ influenzato anche da due costanti: quanto velocemente l'economia รจ in grado di estrarre le risorse e quanto velocemente le risorse sono trasformate in rifiuti.
Ci sono alcune ulteriori questioni sul modello: la prima รจ che si presume che lo stock di risorse sia finito - che sia "non rinnovabile". Si tratta di un'approssimazione, ma รจ una di quelle buone e non solo per la nostra societร . Antiche civiltร erano basate sull'agricoltura, che si suppone sia una risorsa rinnovabile. Ma l'agricoltura non รจ necessariamente rinnovabile; รจ piรน spesso un modo per trasformare terreni fertili in un deserto attraverso lโestrazione di una risorsa non rinnovabile: il terreno fertile.
Infine, si noti anche che il modello presume una relazione di feedback fra le risorse e le dimensioni dell'economia. Vale a dire, piรน risorse ci sono, piรน velocemente sono sfruttate e - anche - piรน grande รจ l'economia, piรน velocemente sfrutterร le risorse. Queste ipotesi implicano un "feedback positivo" tra le risorse e l'economia; che รจ un'ipotesi ragionevole. Una relazione simile vale per i rifiuti e l'economia.
Ora, andiamo avanti e "risolviamo" il modello. Cioรจ, vediamo come la dimensione degli stock cambiano col passare del tempo. Ecco i risultati (ottenuti col software Vensim per la dinamica dei sistemi):
Lo stock di combustibili fossili รจ elaborato dallโeconomia ed infine trasformato in rifiuti, come indicato dalle frecce dal doppio bordo che mostrano la direzione del flusso della materia. Le frecce col bordo singolo indicano come gli importi immagazzinati negli stock influenzano il flusso; che รจ influenzato anche da due costanti: quanto velocemente l'economia รจ in grado di estrarre le risorse e quanto velocemente le risorse sono trasformate in rifiuti.
Ci sono alcune ulteriori questioni sul modello: la prima รจ che si presume che lo stock di risorse sia finito - che sia "non rinnovabile". Si tratta di un'approssimazione, ma รจ una di quelle buone e non solo per la nostra societร . Antiche civiltร erano basate sull'agricoltura, che si suppone sia una risorsa rinnovabile. Ma l'agricoltura non รจ necessariamente rinnovabile; รจ piรน spesso un modo per trasformare terreni fertili in un deserto attraverso lโestrazione di una risorsa non rinnovabile: il terreno fertile.
Infine, si noti anche che il modello presume una relazione di feedback fra le risorse e le dimensioni dell'economia. Vale a dire, piรน risorse ci sono, piรน velocemente sono sfruttate e - anche - piรน grande รจ l'economia, piรน velocemente sfrutterร le risorse. Queste ipotesi implicano un "feedback positivo" tra le risorse e l'economia; che รจ un'ipotesi ragionevole. Una relazione simile vale per i rifiuti e l'economia.
Ora, andiamo avanti e "risolviamo" il modello. Cioรจ, vediamo come la dimensione degli stock cambiano col passare del tempo. Ecco i risultati (ottenuti col software Vensim per la dinamica dei sistemi):
Come si vede, lo stock di risorse viene esaurito, mentre l'economia
cresce. Ad un certo punto, tuttavia, il flusso dallo stock di risorse
viene ridotto cosรฌ tanto che l'economia non puรฒ continuare a crescere ed
inizia a declinare. Alla fine, tutto lo stock di risorse รจ stato
trasferito allo stock dei "rifiuti".
Si noti che il modello descrive un sistema chiuso in termini di massa. Non vi รจ alcun flusso di materia da o verso l'esterno. E, in effetti, la massa รจ conservata nei risultati: la somma della massa contenuta nei tre stock รจ costante. Ma il sistema scambia energia con l'ambiente circostante. Bruciare combustibili fossili genera calore, che viene disperso all'esterno, cosรฌ si puรฒ presumere che tutte e tre le caselle si mantengano alla stessa temperatura media.
La principale forza dietro alla trasformazione รจ l'energia potenziale, in questo caso il potenziale chimico dei combustibili fossili. In altre parole, la casella di sinistra (le risorse) ha un potenziale termodinamico superiore alla casella di destra (i rifiuti). Come sappiamo dal secondo principio della termodinamica, la trasformazione avviene con la creazione di entropia. L'economia รจ una grande macchina per la creazione di entropia - non potrebbe essere altrimenti.
Se vi piace usare il termine "exergia" (la frazione di energia in grado di fare un lavoro utile) si puรฒ dire che lo stock dei "rifiuti" contiene molta meno exergia rispetto allo stock delle "risorse"; mentre lo stock "Economia" detiene un contenuto intermedio di exergia. Non esiste una convenzione nella dinamica dei sistemi volta ad esprimere gli stock in termini di exergia. Potrebbe essere preso in considerazione nel modello, ma cerchiamo di non discutere di ciรฒ - manteniamo questo modello un "giocattolo". La cosa importante รจ capire che cosa lo fa muovere.
Si noti che il modello descrive un sistema chiuso in termini di massa. Non vi รจ alcun flusso di materia da o verso l'esterno. E, in effetti, la massa รจ conservata nei risultati: la somma della massa contenuta nei tre stock รจ costante. Ma il sistema scambia energia con l'ambiente circostante. Bruciare combustibili fossili genera calore, che viene disperso all'esterno, cosรฌ si puรฒ presumere che tutte e tre le caselle si mantengano alla stessa temperatura media.
La principale forza dietro alla trasformazione รจ l'energia potenziale, in questo caso il potenziale chimico dei combustibili fossili. In altre parole, la casella di sinistra (le risorse) ha un potenziale termodinamico superiore alla casella di destra (i rifiuti). Come sappiamo dal secondo principio della termodinamica, la trasformazione avviene con la creazione di entropia. L'economia รจ una grande macchina per la creazione di entropia - non potrebbe essere altrimenti.
Se vi piace usare il termine "exergia" (la frazione di energia in grado di fare un lavoro utile) si puรฒ dire che lo stock dei "rifiuti" contiene molta meno exergia rispetto allo stock delle "risorse"; mentre lo stock "Economia" detiene un contenuto intermedio di exergia. Non esiste una convenzione nella dinamica dei sistemi volta ad esprimere gli stock in termini di exergia. Potrebbe essere preso in considerazione nel modello, ma cerchiamo di non discutere di ciรฒ - manteniamo questo modello un "giocattolo". La cosa importante รจ capire che cosa lo fa muovere.
Ora, torniamo all'interpretazione di Tainter del collasso. Cosa potremmo
prendere come "complessitร " nel modello? Non c'รจ un parametro esplicito
che la descriva, ma, in prima approssimazione, la dimensione di
unโeconomia determina la sua complessitร . Questa รจ stata la regola per
tutta la storia conosciuta e lo vediamo avvenire pure oggi. Con la crisi
economica, alcune strutture che una volta potevamo permetterci - per
esempio, l'istruzione di massa, la sanitร pubblica - devono ridursi e
scomparire. La societร perde complessitร in tempi di declino e ne
guadagna in tempi di crescita.
Cosรฌ la curva "a campana" che descrive il ciclo dell'economia dovrebbe anche descrivere la sua complessitร . Ora, facciamo un ulteriore passo avanti nel quantificare l'intuizione di Tainter. Quale puรฒ essere il significato dei "benefici della complessitร "?
Cosรฌ la curva "a campana" che descrive il ciclo dell'economia dovrebbe anche descrivere la sua complessitร . Ora, facciamo un ulteriore passo avanti nel quantificare l'intuizione di Tainter. Quale puรฒ essere il significato dei "benefici della complessitร "?
Beh, รจ chiaro, da ciรฒ che
Tainter dice, che il beneficio della complessitร ha a che fare con la
capacitร della societร di risolvere problemi. Nel nostro modello
giocattolo, l'unico problema per l'economia รจ quello di produrre il piรน
possibile in termini di risorse. Cosรฌ possiamo definire i benefici della
complessitร come proporzionale alla produzione, ossia al tasso di
sfruttamento dello stock di risorse naturali.
Ora possiamo ridelineare lโidea di Tainter dai dati del modello, cioรจ,
tracciare la produzione (i "benefici") in funzione della dimensione
dell'economia (la "complessitร "). Ed il risultato รจ qualcosa che
assomiglia molto alla legge di Tainter! Eccolo qui. (Si noti che, nel
grafico completo, la curva รจ un ciclo intero che va di nuovo a zero alla
fine del ciclo):
Ora, quello che abbiamo realizzato qui naturalmente รจ un "modello giocattolo" dell'economia. Quando presento questo tipo di modelli
ai convegni, di solito c'รจ qualcuno tra il pubblico che si alza e dice:
"Eโ troppo semplice; non รจ realistico!". L'idea sembra essere che io
stia modellizzando le societร utilizzando un "modello mucca sferica" -
un termine usato per denigrare la tendenza dei fisici a semplificare
eccessivamente il loro modello.
Questa รจ una critica perfettamente comprensibile, ma si puรฒ rispondere osservando che i modelli piรน dettagliati dello stesso genere forniscono risultati simili. Per esempio, il modello "world3 " dello studio "I limiti dello sviluppo" conduce e curve che sono molto simili nella forma a quelle qui riportate.
Ma penso che non sia questo il punto, รจ possibile creare modelli semplici o dettagliati, dipende da quel che รจ il loro scopo. Il modello giocattolo qui presentato non รจ pensato per descrivere come si comportano le societร reali. E' pensato per essere "a portata di mente", il chรฉ ci aiuta a comprendere come fattori fisici influenzino il ciclo storico delle civiltร . Evidenzia che le civiltร devono obbedire alle leggi della termodinamica; cosรฌ come devono sottostare alla legge di gravitร .
Alcune conseguenze del modello sono evidenti. Ci dice che, finchรฉ basiamo la nostra esistenza su risorse non rinnovabili, saremo costretti in fine ad esaurirle. Ma ci dร anche qualche suggerimento non-ovvio sul percorso che ci accingiamo a seguire in questo ciclo. In particolare, il modello ci dice che probabilmente continueremo ad aumentare le dimensioni e la complessitร della nostra societร anche con una diminuzione del flusso di risorse allโinterno dellโeconomia.
Questa รจ una critica perfettamente comprensibile, ma si puรฒ rispondere osservando che i modelli piรน dettagliati dello stesso genere forniscono risultati simili. Per esempio, il modello "world3 " dello studio "I limiti dello sviluppo" conduce e curve che sono molto simili nella forma a quelle qui riportate.
Ma penso che non sia questo il punto, รจ possibile creare modelli semplici o dettagliati, dipende da quel che รจ il loro scopo. Il modello giocattolo qui presentato non รจ pensato per descrivere come si comportano le societร reali. E' pensato per essere "a portata di mente", il chรฉ ci aiuta a comprendere come fattori fisici influenzino il ciclo storico delle civiltร . Evidenzia che le civiltร devono obbedire alle leggi della termodinamica; cosรฌ come devono sottostare alla legge di gravitร .
Alcune conseguenze del modello sono evidenti. Ci dice che, finchรฉ basiamo la nostra esistenza su risorse non rinnovabili, saremo costretti in fine ad esaurirle. Ma ci dร anche qualche suggerimento non-ovvio sul percorso che ci accingiamo a seguire in questo ciclo. In particolare, il modello ci dice che probabilmente continueremo ad aumentare le dimensioni e la complessitร della nostra societร anche con una diminuzione del flusso di risorse allโinterno dellโeconomia.
In questo
senso, si conferma l'intuizione di Tainter, ma ci dice qualcosa di piรน;
cioรจ estende la curva di Tainter oltre il limite del grafico mostrato
nel suo articolo del 1996. Dice che, dopo la fase di crescente
complessitร e di riduzione dei rendimenti, la curva si capovolgerร
allโindietro e, infine, sia la complessitร sia la produzione andranno a
zero, mentre l'economia termina il suo ciclo basato su risorse non
rinnovabili. Ecco il grafico completo:
Ma la questione fondamentale รจ che, alla fine, la legge di Tainter
deriva dalla termodinamica. Come si sa (o si dovrebbe sapere), la
termodinamica non รจ solo una buona idea, รจ legge!
_____________________________________
Articolo di Tainter del 1996 "Complessitร , Risoluzione dei Problemi e Societร Sostenibili"
Un post dei miei sul punto di vista di Tainter in merito al collasso
Un mio articolo sulla modellizzazione dello sfruttamento delle risorse
deca
Un articolo veramente interessante.
RispondiEliminaCi sono alcuni punti su cui discutere, ma suppongo che solo per accennarli si dovrebbe partire da livelli non consoni al media utilizzato ne allo scopo prefissato ed espresso..
Sono quasi d'accordo
Buon lavoro
Un articolo veramente interessante.
RispondiEliminaCi sono alcuni punti su cui discutere, ma suppongo che solo per accennarli si dovrebbe partire da livelli non consoni al media utilizzato ne allo scopo prefissato ed espresso..
Sono quasi d'accordo
Buon lavoro
Oreste Corso, invece sono interessato a leggere il tuo punto di vista sui punti che intendi discutere, si puรฒ fare?
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