Sezione di Simulazioni ad agenti

A cura di: Dott. A.Cappellini, Dott. P.Mezzera , Dott. A.Vanara

Critiche (confutabili) alle simulazioni

Le simulazioni come ogni cosa, presentano dei problemi e delle limitazioni. Tuttavia, la maggior parte delle critiche rivolte alle simulazioni sono dovute più che altro ad una mancata comprensione delle simulazioni stesse, e non ai veri e propri limiti che le contraddistinguono.
Per prima cosa le simulazioni vengono criticate per rappresentare in modo troppo semplice la realtà, senza considerare che qualunque teoria, elaborata secondo le metodologie tradizionali della scienza, è comunque una semplificazione della realtà ed è proprio grazie a questa caratteristica che per l'uomo è possibile comprendere l'essenza dei fenomeni, che altrimenti, a causa della loro complessità, non sarebbero comprensibili. Questo limite può essere già ora, anche se in parte, superato, poiché non si deve dimenticare che a supportare le simulazioni vi sono grandi risorse di memoria e di calcolo del computer che, con il tempo, permettono l'introduzione di nuove caratteristiche e dettagli, che rendano la simulazione il più vicino possibile alla realtà.
Le simulazioni sono inoltre criticate perché non dicono nulla di nuovo rispetto a quanto non si sappia già, in quanto ricreando la realtà la riproducono e basta; questo non è vero perché spesso dalle simulazioni emergono fenomeni che non erano previsti, sulla base delle conoscenze che si avevano della realtà. Inoltre il fatto che una simulazione riproduca risultati identici alla realtà, deve essere percepito come una conferma della bontà della teoria che sta alla base della simulazione.
Ancora, viene criticato il fatto che sia inutile simulare la realtà, poiché non la si conosce approfonditamente; ciò è errato perché sarebbe inutile simulare, o in generale studiare, qualcosa che è già conosciuto alla perfezione. E' evidente, che tale critica ha delle basi molto deboli e se appoggiata dovrebbe confuare tutto il sistema scientifico in generale e non solo il metodo simulativo.
Altra problematica sollevata è relativa al fatto che le simulazioni non ci fanno capire cosa accade realmente nel sistema che viene simulato. Questo è vero fino ad un certo punto, in quanto lo scienziato manipolando i vari elementi può comprendere, sulla base dei risultati ottenuti, quali siano le dinamiche che si sono svolte nell'ambiente simulato.

Le simulazioni sono una semplificazione della realtà

Spesso le simulazioni sono criticate perché sono una semplificazione della realtà. Gli scienziati ben sanno che la realtà è estremamente complessa e quanta fatica ed impegno richieda la scoperta e la comprensione dei fenomeni, quindi sembra a loro che le simulazioni siano qualcosa di troppo semplice per poter spiegare la realtà; addirittura le simulazioni vengono a volte prese come dei giochi, divertenti, ma incapaci di essere un elemento utile per aiutare a comprendere la realtà.
Tale critica è eccessiva e denota una mancata comprensione di quello che realmente sono le simulazioni. Le simulazioni sono innanzitutto la traduzione in programma per computer di una teoria, e tutte le teorie, per assolvere al loro compito, cioè quello di far comprendere i fenomeni, sono semplificate rispetto alla realtà. Le teorie, quindi sono utili, proprio perché semplificano ciò che rappresentano e permettono così all'uomo di cogliere l'essenza dei fenomeni, liberandoli dalla complessità e dalla varietà. Non è per cui corretto e sensato criticare le simulazioni perché sono troppo semplificate, in quanto le teorie espresse in modo tradizionale, sono anch'esse delle semplificazioni della realtà e riusciamo a comprenderle proprio perché sono più semplici della realtà. Ciò che preme è capire se le semplificazioni sono orientate nella giusta direzione e se non sono omessi degli elementi fondamentali per capire l'essenza del fenomeno che viene studiato. Questo però vale per ogni teoria, espressa come simulazione o espressa secondo i modi tradizionali; quindi una simulazione che semplifica è una simulazione a posto, purché semplifichi nel modo giusto, altrimenti, in caso contrario, non sarebbe sensato abbandonare la simulazione, piuttosto andrebbe corretta, facendo sì che semplificazioni avvengano in modo corretto.
Un elemento che giustifichi in parte questa critica tuttavia c'è, infatti, le simulazioni sono innanzitutto l'espressione della realtà attraverso il computer, però sono anche dei sistemi che pretendono di riprodurre la realtà ed i suoi fenomeni. Di conseguenza, possono essere criticate perché la rappresentazione che danno della realtà è troppo semplificata. Per l'essere delle teorie, le simulazioni, non possono che semplificare, però essendo delle riproduzioni della realtà, dovrebbero rispecchiare molti aspetti, caratteristiche e dettagli dei fenomeni che riproducono.
Ciò che è importante sottolineare adesso, è che, mentre le teorie ed il metodo della sperimentazione tradizionali rimarranno sempre semplificazioni della realtà, le simulazioni, con il tempo, con l'innovazione tecnologica e con lo sviluppo della tecnica simulativa, diventeranno sempre più sofisticate ed elaborate, rendendo così la rappresentazione dei fenomeni che studiano, sempre più vicina alla realtà.

Le simulazioni non dicono nulla di nuovo

Altra critica che viene rivolta alle simulazioni è il fatto che queste non ci dicano nulla di nuovo rispetto a quanto non si sappia già della realtà che si sta studiando; quindi viene spontaneo affermare che se nulla di nuovo ci viene detto, è inutile utilizzarle, poiché sono solo uno spreco di tempo.
A questa critica bisogna innanzitutto controbattere affermando che spesso si verifica che la simulazione non restituisca proprio quello che ci si aspettava, ma che produca dei fenomeni che differiscono da quelli che si erano usati come basi di partenza. In alcuni casi le differenze possono essere così significative che i fenomeni ottenuti ci stupiscono a tal punto da non poter ricondurre la realtà, usata come partenza per l'esperimento, ai risultati dell'esperimento stesso. Si può così affermare che è assolutamente errato proporre come critica per le simulazioni il fatto che queste si limitino a ridirci quanto già sappiamo sulla realtà.
Inoltre le simulazioni ci dicono qualcosa che comunque non sapevamo sui fenomeni che studiamo e cioè ci informano sull'effettivo contenuto empirico delle teorie che sono alla base dei nostri esperimenti. Infatti, è notevole l'importanza rivestita dalla dimostrazione empirica di una teoria al fine che questa possa essere definita scientifica; tale contenuto empirico coincide con le predizioni che si possono ricavare, sulla base di un teoria, e nel successivo controllo della corrispondenza di queste con la realtà. Spesso capita che lo scienziato non conosca tale contenuto scientifico ma le simulazioni sono in grado di chiarire questo punto, offrendo così allo studioso qualcosa di nuovo.
I risultati delle simulazioni non sono semplici repliche della realtà anche perché i fenomeni empirici non incorporano già una teoria elaborata da uno scienziato che cerca di spiegarli e di comprenderli, mentre i fenomeni simulati, anche se producono gli stessi risultati della realtà, si fondano su teorie interpretative della realtà. Per cui una simulazione è importante anche se riproduce fenomeni empirici che sono già noti; il fatto che i risultati dell'ambiente simulato coincidano con la realtà, significa che il fondamento teorico, che sta alla base della simulazione è corretto.
Va anche ricordato che rispetto a qualche anno fa durante il quale gli scienziati avevano a che fare con teorie e realtà, ora si trovano davanti un terzo elemento, i risultati delle simulazioni, elemento che può essere classificato come un ibrido dei primi due, in quanto è realtà, perché percepito attraverso i nostri sensi, ma è anche l'espressione di una teoria. Questo può lasciare perplesso lo scienziato, ed indurlo a diffidare ed a trovare sempre nuove critiche, peraltro non ponderando quelle attuabili nei confronti dei metodi tradizionali, ma rimane una novità concettuale basilare relativa al metodo della sperimentazione.

La non profonda conoscenza della realtà rende inattuabili le simulazioni

I critici delle simulazioni espongono un'ulteriore argomentazione affermando che: il fatto che le simulazioni vogliano riprodurre la realtà è un conto, però della realtà l'uomo sa molto poco e quindi risulta inutile riprodurla, perché il risultato sarebbe una riproduzione priva di significato scientifico, a causa della sua incompletezza e penuria di particolari.
Ma, se fosse realmente così e se si dovesse veramente aspettare di conoscere perfettamente la realtà prima di poterla simulare, non si capirebbe a cosa potrebbero servire le simulazioni; il senso di tale affermazione è che se già si conosce tutto su un argomento a nulla servirebbe studiarlo ancora, poiché già si conosce ogni suo funzionamento, ogni sua particolarità, ecc.
La simulazione serve proprio quando non si conosce a fondo qualcosa e lo si vuole studiare, per poterne comprendere l'essenza, per ricavare delle spiegazioni a dati fatti empirici. Ciò è vero in due sensi. Innanzitutto, la simulazione è una teoria ed in quanto tale è utile per andare al di là di un semplice insieme di fatti e per poter comprendere perché tali fatti si verifichino; questo è il compito delle teorie in generale e quindi anche delle simulazioni. In secondo luogo le simulazioni possono essere da guida per la scoperta di altri fenomeni, rispetto a quelli che si stanno studiando; per ciò possono essere considerate come guida per indirizzare la ricerca scientifica, nello scoprire se i "nuovi" fenomeni, ricavati dai risultati delle simulazioni, abbiano un riscontro nella realtà. Quest'aspetto è comune anche alle teorie scientifiche espresse in modo tradizionale, che oltre a spiegare fenomeni già noti, possono indicare l'esistenza di altri fenomeni e così spingere gli studiosi ad analizzarli. Una simulazione, qualora dia dati discordanti con quelli della realtà, può indurre lo scienziato a modificare la teoria che ne sta alla base, oppure può suggerire lo studio di nuovi fenomeni che prima non si erano considerati, quindi stimolare il ritorno allo studio della realtà per il reperimento di nuovi dati, al fine di costruire altre simulazioni.

Le simulazioni riproducono, ma non spiegano

Le simulazioni pur essendo in grado, in alcuni casi, di riprodurre il fenomeno studiato, non permettono di comprendere più a fondo tale aspetto della realtà; è questa una delle critiche che viene indirizzata contro il metodo delle simulazioni. Questo per vari motivi. Una prima limitazione è relativa al fatto che le simulazioni essendo espresse in linguaggio informatico, possono essere comprese nella loro essenza solo da esperti informatici; a questa obiezione si può facilmente obiettare che anche le teorie espresse in modo tradizionale hanno alla loro base un contenuto matematico, che per essere compreso, deve presupporre un determinato livello di conoscenza della matematica. Questo vuole dire che anche le teorie "classiche" richiedono determinate conoscenze specifiche per essere comprese e quindi anch'esse non possono essere intese nella loro essenza da chiunque. Nel loro significato, invece, possono essere comprese anche senza una base matematica, nella maggior parte dei casi, ma questo accade anche per le simulazioni, che attraverso il monitor del computer, ci fanno capire cosa succede nell'ambiente simulato.
Altro aspetto sottolineato dai critici, è il fatto che nelle simulazioni si conosce la teoria che sta alla base, quindi gli elementi che la compongono, ed i risultati che emergono dal suo girare in un computer, però nulla si può dire realmente su ciò che accade all'interno della simulazione stessa; in altre parole si sa cosa si inserisce e quale risultati dà una simulazione, ma non si capisce il perché.
Tuttavia anche a questa critica si può facilmente obiettare che le simulazioni sono laboratori virtuali, per cui lo scienziato può tranquillamente modificare a suo piacimento gli elementi che costituiscono la simulazione per vedere quali siano gli effetti provocati dai cambiamenti; inoltre tale operazione è meglio gestibile in una simulazione piuttosto che in un laboratorio reale. Questo può aiutare lo scienziato a comprendere come una simulazione funzioni e quali siano le dinamiche degli eventi per poi comprendere il perché dei risultati.
Ancora se questo non fosse sufficiente,lo studioso potrebbe tranquillamente tradurre in linguaggio matematico la teoria che sta alla base della simulazione, in modo da poter comprendere secondo metodologie tradizionali quello che si verifica nel fenomeno simulato.

Le simulazioni sono opache: anche quando riproducono qualcosa con successo, non ce la spiegano

Secondo questa critica la simulazione corre il rischio di diventare una "scatola nera": sappiamo cosa c'è dentro e cosa ne esce, ma ignoriamo cosa ci succede dentro. Ma a chi sostiene questa critica bisogna rispondere che una simulazione appare come "opaca" solo a chi la osserva passivamente da fuori. Una simulazione è un laboratorio sperimentale in cui il ricercatore può intervenire e modificare ogni aspetto della simulazione per vedere che effetti derivano da queste sue manipolazioni, osservando non solo i fenomeni, ma anche ciò che sta dietro ai fenomeni.
Questa fondamentale caratteristica delle simulazioni appena descritta permette anche di rispondere alla prossima critica.

Ogni modello è esprimibile sotto forma di equazioni alle differenze finite, dunque il metodo delle simulazioni è inutile

Simulare è uno spreco di tempo ed energie se la ricerca che ci interessa potremmo affrontarla con un metodo, in molti casi difficile, ma tradizionale e sicuro. L'esprimibilità di sistemi complessi sotto forma di equazioni alle differenze finite è possibile, probabilmente, in qualsiasi caso. Ma un'altra questione è la risoluzione di tali equazioni, non sempre possibile. In una simulazione gli agenti possono essere dotati di intelligenza e quindi prendere decisioni, nella stessa simulazione è possibile sostituire tali agenti con esseri umani, tramite una simulazione il ricercatore può intervenire e modificare dall'esterno ogni aspetto della simulazione. Gli agenti di un modello possono essere scritti uno per uno alle differenze finite, ma certe interazioni sicuramente no: si pensi, per esempio, all'accodamento degli ordini in un modello di borsa, simularlo è relativamente facile e agevole, scriverlo alle differenze finite è impossibile. Riassumendo, i vantaggi dati dalle caratteristiche delle simulazioni si possono avere anche con le equazioni alle differenze finite? La risposta è no, dunque le simulazioni sono un metodo di ricerca che è sicuramente più potente delle citate equazioni per quanto riguarda la simulazione di mondi artificiali e lo studio di sistemi complessi.

torna alla pagina principale della sezione

torna alla home...