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Nikos Salingaros sulla struttura urbana #3 Metodologie progettuali, proprietà emergenti, e intelligenza collettiva

Martedì 13 Maggio 2014 14:37:00  |  Teoria  |  

di Nikos Salingaros

Viene esposta l’equivalenza teorica tra i due metodi di progettazione adattiva, quello dall’alto verso il basso, e quello dal basso verso l’alto. Sebbene differiscano drasticamente nelle applicazioni, uno può essere d’aiuto all’altro, e in certi progetti è anche possibile combinarli insieme. Entrambi fanno affidamento sulle soluzioni tradizionali che troviamo codificate in quel prodotto della nostra intelligenza collettiva ch’è l’ambiente costruito. Implementare tale realizzazione per ricostruire il nostro mondo, può portare a un grado senza precedenti di sostegno alla vita umana da parte delle strutture architettoniche e urbanistiche.

 

Introduzione

Da circa ottant’anni gli architetti professionali seguono le stesse procedure progettuali. Nonostante tali procedure vengano insegnate nelle scuole di architettura di tutto il mondo, molti hanno criticato l’assenza in esse di un vero metodo capace di produrre edifici piacevoli, confortevoli e utili. Ad es. l’architetto e urbanista Léon Krier sostiene che quelle procedure rappresentano piuttosto dei capricci personali anziché solide fondamenta per la progettazione, come risulta evidente dalla qualità uniformemente sgradevole dei risultati (Krier, 1998). I teorici dell’architettura vengono accusati di restarsene cocciutamente aggrappati a ristrette e datate idee degli anni ’20, invece di produrre una base progettuale utile, e di consumare testa ed energia in una gran quantità di lavoro irrilevante ai fini dei bisogni umani.

I critici dell’architettura contemporanea vedono l’esistenza di un grave problema per l’umanità da quando il progetto ha cominciato ad essere guidato dall’ideologia; in tal modo aspetto, forma, valutazione e giudizio hanno smesso di correlarsi all’uso umano dell’edificio. In tale atmosfera intellettuale, risulta molto facile ignorare gli effetti della forma costruita sulla sensibilità umana, e applicare criteri astratti per giustificare il particolare stile di una costruzione. Criteri derivati da idee che possibilmente nulla hanno a che fare con gli esseri umani, o col loro relazionarsi all’ambiente costruito, e che frequentemente risultano anzi distruttive verso tale vitale rapporto (Krier, 1998).

Da parte mia osserverò che ci troviamo di fronte a una situazione assolutamente confusa, e che la sola via d’uscita passa dal comprendere i metodi progettuali adattivi basati su un’analisi scientifica. So bene che tale obiettivo è stato già perseguito negli anni ‘60, senza molte conseguenze durevoli. L’architettura e il design debbono basarsi su sensibilità artistiche. Tuttavia, suggerisco che ormai sono talmente tanti gli errori grossolani costitutivi del credo fondamentale degli architetti contemporanei, che non possiamo continuare a lavorare in questo modo intuitivo. Il metodo artistico/intuitivo è certamente valido all’interno di una cultura di edifici tradizionali, ma fallisce completamente quando sulla progettazione agiscono influenze distruttive. A farci dire che questa è la situazione oggi, vi sono elementi schiaccianti.

 

Progettazione darwiniana

In uno scritto precedente (Salingaros e Mikiten, 2002) ho sostenuto che ogni buona progettazione è necessariamente adattiva, e che il metodo ottimale per produrre un design adattivo segue un processo darwiniano. Con ciò intendo l’evolversi di un gruppo di soluzioni progettuali simili, in competizione per un particolare progetto, dei quali viene selezionato per gradi il più adattivo. Tale processo richiede un insieme di criteri selettivi, da usarsi come base di selezione o di “scelta” fra le diverse opzioni alternative progettuali che vengono generate. Sto descrivendo una procedura intenzionale, da non confondersi con una proliferazione interamente casuale, priva di selezione.

Proprio come nell’evoluzione biologica, i criteri selettivi influenzano fortemente l’aspetto del risultato finale. Così un insieme di criteri selettivi basato sull’adattività, genererà un design adattivo; mentre un insieme di criteri basati sul raffronto a determinati prototipi garantirà che il risultato finale somigli al prototipo di riferimento. In biologia il corso della selezione adattiva in ambienti diversi ha prodotto la grande diversità che noi oggi constatiamo nel mondo animale, a partire da uno stesso comune antenato.

La selezione per raffronto a un prototipo non è necessariamente cattiva, se il prototipo stesso è adattato agli usi della soluzione progettuale richiesta. Ma ciò può avvenire soltanto se quel prototipo deriva a sua volta da un adattamento evoluzionistico. L’esito finale di un procedimento basato sulla copia di un prototipo non offre certo molta originalità, tuttavia garantisce un forte grado di utilità, giacché il progetto derivato eredita le proprietà adattive dell’originale. È questo il metodo della progettazione tradizionale: copia un insieme di prototipi, evoluti per selezione lungo i millenni per adattarsi agli usi particolari, e il risultato finale sarà sicuramente adeguato. L’unico possibile problema interviene se le forze locali non si conciliano nel prototipo stesso.

La copia di un prototipo conduce invece a un disastro quando quel prototipo non nasce da un adattamento, ma viene imposto (ad es. è stato definito ad hoc). Nel ventesimo secolo ciò accadde su scala massiva, forme geometriche abitrarie vennero imposte come prototipi architettonici e urbanistici. Tali prototipi si fondavano su ragionamenti astratti, vagamente legati a concettualizzazioni sociali e filosofiche; ma nessuno di essi aveva a che fare con le attività, le funzioni o le sensibilità umane. Uniformarsi a tali prototipi vuol dire progettare non adattivamente, e non raggiungere mai alcun grado di comfort per l’utente, né in senso fisico né in senso psicologico (Krier, 1998; Salingaros e Mikiten, 2002).

Eppure la progettazione del ventesimo secolo basata sull’adesione a prototipi idiosincratici e astratti può vantare uno straordinario successo, perché è molto facile da mettere in pratica (Salingaros e Mikiten, 2002). Lo si dimostra con un semplice conteggio dei passaggi applicativi previsti dal metodo progettuale. È possibile una stima molto approssimata del numero di passi di un processo darwiniano-intenzionale, che corrispondono alle selezioni di ciascuno dei metodi sopra riportati. In ordine di grandezza abbiamo così:

1) il progetto modernista, che richiede soltanto pochi passaggi (normalmente meno di cinque) per adeguarsi ai prototipi geometrici;

2) il progetto vernacolare di tipo tradizionale, includendovi lo stesso Classico, il quale tipicamente richiede un ordine che va dai venti ai trenta passaggi per aderire a dei prototipi derivati tradizionalmente;

3) il progetto adattivo di tipo innovativo, disancorato da qualsiasi forma tradizionale, che per sviluppare i propri adattamenti in genere richiede fino a un centinaio di passaggi.

Nei termini stretti dell’economia del numero di passaggi progettuali — corrispondenti al duro sforzo mentale di sviluppare varianti progettuali, e scegliere quelle più appropriate — il design modernista vince di gran lunga su tutti gli altri metodi. Dobbiamo dunque riconoscere il suo enorme vantaggio in termini economici. Questa economia a sua volta aiuta a spiegare la grande diffusione del modernismo durante il ventesimo secolo (Ibid.). Per rimpiazzare la progettazione modernista con un metodo di design adattivo, bisogna quindi avere buona conoscenza dei vantaggi che tale cambiamento può apportare.

 

Un’analogia per la progettazione: gli algoritmi di ordinamento.

Un excursus nella computazione sarà utile per illustrare due approcci fondamentali alla progettazione: (i) progettazione intenzionale, dall’alto verso il basso, contro (ii) progettazione evolutiva, dal basso verso l’alto. Ci sarà anche utile comprendere l’adattabilità. Io sostengo che entrambe le tecniche possono venir utilizzate per raggiungere un risultato finale ugualmente utile. Argomenterò in seguito come essi si equivalgano in un modo matematico astratto. La questione centrale dell’adattabilità della progettazione verrà posta soltanto dopo.

Un traguardo recentemente conseguito in informatica ha delle importanti implicazioni per la progettazione. Si tratta di un esito scarsamente noto negli ambienti degli architetti e degli urbanisti, perciò lo presento qui. A tal fine sarà utile considerare la progettazione come un algoritmo: un insieme di istruzioni da seguire per ottenere un particolare risultato. Esistono profonde connessioni tra l’architettura e le scienze del computer, che divennero evidenti per la prima volta grazie al successo riscosso nella programmazione dai “pattern” (Gabriel, 1996) introdotti in architettura da Christopher Alexander (Alexander, Ishikawa, Silverstein, Jacobson, Fiksdahl-King e Angel, 1977). Questa discussione non ha però a che fare con la progettazione per pattern.

Uno dei più semplici programmi realizzabili è quello dell’ordinamento numerico, il quale prende una lista di numeri e li ordina secondo una grandezza crescente. La ragione della semplicità di tale programma consiste nel fatto che le sue componenti generative — il suo DNA, per così dire — sono sostanzialmente due: confrontare e spostare. Alcune istruzioni confrontano due numeri per vedere quale sia quello più grande, altre lasciano i numeri al loro posto, oppure cambiano loro di posizione. Combinando giudiziosamente confronto e spostamento si ottiene un algoritmo di ordinamento numerico.

Nell’esempio specifico che dobbiamo discutere, si ordina una lista di 16 numeri. Questa operazione si chiama “rete di ordinamento per n = 16 ”. Divenne una sorta di sfida tra i programmatori informatici più abili scrivere il programma più breve (cioè ottimale) capace di ordinare una lista di numeri. I programmi più corti vennero scritti usando via via sempre meno interscambi fra i numeri: appena 65 interscambi nel 1962; 63 nel 1964; 62 nel 1969; e 60 nel 1969 (Hillis, 1992). Resta aperta la questione se sia possibile scrivere un programma ancora più corto per svolgere il medesimo compito.

 

Evoluzione darwiniana degli algoritmi.

Lo scienziato informatico Danny Hillis ha sviluppato un contesto darwiniano per far evolvere algoritmi di ordinamento numerico (Hillis, 1992, 1998). Generando un enorme varietà di programmi che contengono componenti di spostamento distribuiti a caso, ha selezionato quelli che raggiungevano un qualche successo parziale nell’ordinare liste di numeri. Di fatto, Hillis ha preso i primi 32 interscambi dai programmi esistenti di maggior successo nell’ordinare 16 numeri, ed ha permesso al numero e al carattere di tutti gli interscambi susseguenti di evolvere. Quindi, ha combinato questi programmi o ha introdotto dei rimescolamenti casuali in ciascuno di essi, e dopo ogni rimescolamento ne ha testato la funzionalità ordinatrice. Ripetendo questa operazione un numero enorme di volte su uno dei più potenti computer (da lui stesso progettato e costruito), Hillis riuscì ad evolvere un algoritmo di ordinamento a partire da una collezione di componenti di base. Il risultato fu un algoritmo ordinatore con solo 61 interscambi.

Le implicazioni di tali risultati sono profonde. Innanzitutto il dato più ovvio: un processo darwiniano ha fatto evolvere da un coacervo di istruzioni di spostamento un programma altrettanto efficiente di quelli sviluppati dai migliori cervelli umani. Il secondo risultato fu del tutto inaspettato: Hillis non era in grado di capire come l’algoritmo evolutosi funzionasse di fatto (Hillis, 1998; Johnson, 2001). I 30 o poco più interscambi evolutisi sono disposti in una configurazione che non rivela un pattern ordinatore riconoscibile. È ragionevole supporre, dunque, l’improbabilità che lo sviluppo di un tale algoritmo abbia potuto essere scritto da un programmatore umano.

Questo singolo esempio dimostra che un processo darwiniano non ha necessariamente bisogno di risolversi in un pattern comprensibile (ciò tuttavia non significa che tutti i risultati della selezione darwiniana non possano essere compresi). Possiamo testare gli algoritmi evolutisi in questo modo per essere sicuri che siano corretti ed efficienti, anche se la loro complessità interna in qualche modo ci sfugge. Ecco quanto ci ha rivelato uno degli algoritmi più semplici possibili, un programma di ordinamento per 16 numeri. Chiaramente, sistemi più complessi sono necessitati ad avere una complessità maggiore, forse incomprensibile.

L’ingegnosità umana armata di metodi di programmazione ben stabiliti ha portato a un programma con 60 interscambi, laddove un processo darwiniano ha portato a un programma con 61 scambi. I risultati sono pressoché perfettamente comparabili nella loro efficienza. Ciò suggerisce qualcosa a riguardo della progettazione architettonica. La progettazione intenzionale, dall’alto verso il basso, basata su prototipi evoluti, può senza dubbio essere comparata con la progettazione evolutiva, dal basso verso l’alto. Entrambi gli approcci, quello intenzionale e quello dal basso verso l’alto forniscono soluzioni ottimali, il cui adattamento è pressoché uguale, laddove i risultati di un approccio evoluzionistico sono sostanzialmente inaspettati.

 

La comprensione dei pattern e degli edifici

La mia analisi è rivolta al modo in cui i metodi progettuali sorgono dalla comprensione della generazione d’una forma adattiva. Il metodo stesso è prescrittivo: non possiamo permetterci il tempo necessario affinché una forma si evolva storicamente, come quello che caratterizza una cattedrale costruita e poi modificata lungo i secoli, o una città che si evolve progressivamente in una cornice temporale ancora più vasta. L’evolversi della progettazione si compie su una scala temporale artificialmente accelerata, pratica, sia durante la pianificazione anteriore alla realizzazione dell’edificio, sia durante la costruzione stessa. Si possono apportare dei cambiamenti in corso d’opera, e dei cambiamenti evolutivi possono venire ammessi anche dopo. Tuttavia, la forma resta comprensibile durante ogni fase, in quanto si adatta al suo contesto e ai suoi utilizzi.

Tutto, in natura, opera attraverso processi complessi, e questi, nei loro dettagli, rimangono al di là della nostra comprensione. L’enorme quantità di meccanismi fisici, chimici e biologici che comprendiamo è ben poca cosa rispetto a quello che ancora non sappiamo. Gli scienziati rispettano la complessità della natura, e noi tentiamo costantemente di approfondire la nostra comprensione del suo funzionamento. Cosa assai importante, dovremmo astenerci dall’imporre arbitrariamente la nostra comprensione semplicistica alla natura stessa. Quando lo facciamo, l’esito spesso è disastroso. L’intervento in medicina, in ecologia e sull’ambiente ha maggior successo quando (1) utilizziamo una base di voluminose osservazioni di causa ed effetto per guidare i nostri interventi; (2) il nostro approccio parte dalla consapevolezza che il processo in corso potrebbe essere molto più complesso di quanto pensiamo (Buchanan, 2002).

La nostra discussione sugli algoritmi di ordinamento suggerisce che le soluzioni architettoniche e urbanistiche evolute non debbono necessariamente essere comprensibili; ma ciò non toglie che siano archetipi ottimi, a ben ragione passibili di venire copiati. Quando Alexander e coautori hanno descritto i pattern architettonici e urbani nel loro libro A Pattern Language (Alexander et al., 1977), ne hanno spiegati alcuni sulla base di dati scientifici. Altri pattern li hanno invece semplicemente proposti come validi, sulla base delle loro ripetute ricorrenze, senza alcuna evidenza formale. Si può senz’altro affermare in linea di principio che i pattern, la maggior parte dei quali si sono evoluti nel corso di millenni, non possono essere tutti capiti, perché non abbiamo ancora una visione completa dei fattori che li hanno generati.

Anche alcuni edifici contemporanei risultano incomprensibili, ma per una ragione completamente diversa da quanto abbiamo sopra descritto. Mancano completamente di evoluzione adattiva verso un qualsivoglia scopo; sono arbitrari, intesi unicamente a creare turbamento con la loro disconnessione (Salingaros, 2004). Per tale motivo non somigliano a nulla che possa in qualche modo essere giudicato adattivo. La loro raison d’être consiste in una rottura intenzionale dello spazio e della forma, in modo da creare nell’osservatore ansia psicologica e fisiologica. Non vi è un ordine comprensibile, solo disordine. Eppure, secondo le nostre scuole e i nostri mezzi di comunicazione una tale condizione distruttiva rappresenterebbe il vertice della creatività architettonica, piuttosto che una pericolosa espressione di nichilismo (Salingaros, 2004).

I primi modernisti erano ugualmente arbitrari, ma in un senso opposto. Quando ricostruivano il nostro ambiente lo facevano infatti con l’assunto arrogante di aver capito tutto quello che c’era da capire; che la loro semplicistica concezione geometrica era di fatto sufficiente a creare strutture architettoniche e urbane. Come se ciò non bastasse, si auto-convinsero che la complessità esistente e codificata nel patrimonio edificato non soltanto era superflua, ma doveva essere eliminata perché d’intralcio al “progresso scientifico” (Salingaros e Mikiten, 2002). Tratti in inganno da apparenze superficiali, avevano una concezione grossolana e fondamentalmente erronea della scienza del diciannovesimo secolo (nonostante si vantassero della “scientificità” delle proprie idee preconcette e prive di verifica). Un atteggiamento del genere in medicina risulta letale.

 

Progettazione dall’alto verso il basso contro progettazione dal basso verso l’alto

Vorrei chiarire un vecchio malinteso che ha impedito una positiva collaborazione tra due distinte scuole di pensiero sulla progettazione. Da un lato, un gruppo di architetti e progettisti urbani segue quelle che un po’ genericamente possiamo definire regole “classiche”, secondo le quali le forme vanno pensate interamente durante la fase di pianificazione e quindi applicate. Tra costoro si annoverano architetti classici, neoclassici e neo-urbanistici, tutti con la tendenza ad applicare tipologie derivate da modelli greco-romani e del XIX secolo. Le loro creazioni sono confortevoli, ordinate, a scala umana, e svolgono un ruolo prominente nella rigenerazione architettonica e urbanistica su vasta scala delle nostre città (Krier, 1998).

L’altra scuola di progettazione (definita “strutturale” da Brian Hanson e Samir Younés (Hanson e Younés, 2001)) abbandona le tipologie geometriche già sviluppate, per sostituirle con soluzioni create ex novo per ogni occorrenza. I sostenitori di questa scuola cercano di sviluppare i progetti in tempo reale, spesso con la collaborazione esplicita e continuata dei potenziali utilizzatori. Progettazione e costruzione procedono dal basso verso l’alto, anziché dall’alto verso il basso. Giacché un punto importante del metodo è la continua interferenza degli utenti nel cambiare la forma durante il corso della costruzione, il progetto può evolversi fino a raggiungere uno stato finale inaspettato, in modo molto simile a quel che avviene nella nostra evoluzione al computer citata sopra. Uno strumento chiave di questa scuola di progettazione è l’uso del linguaggio dei pattern di Alexander e colleghi (Alexander et al., 1977). Questi pattern sono soluzioni evolute per gli usi e i bisogni umani: sono prescrizioni connettive e configurative, piuttosto che costrizioni geometriche (si veda il Capitolo 8: I linguaggi dei pattern).

A un primo sguardo sembrerebbe esservi ben poco in comune fra i due diversi approcci al progetto, anche se entrambi fanno affidamento su un processo darwiniano di selezione. La differenza consiste in questo. Nella progettazione dall’alto verso il basso, una selezione darwiniana intenzionale si realizza in due fasi: (i) nel passato, allorché i prototipi geometrici comprendenti il linguaggio formale vennero sviluppati per adattarsi agli usi e alle sensibilità umane; (ii) nello spazio virtuale della mente del progettista, prima che ogni costruzione abbia luogo. La soluzione dall’alto verso il basso utilizza un bagaglio di forme verificato. È più efficiente concentrare la selezione secondaria in una sola mente, in modo che il progetto tenda ad essere meno cooperativo e più il frutto delle decisioni di una singola persona.

Nel processo dal basso verso l’alto, abbiamo una divisione in due parti molto simile: (i) un processo darwiniano ha in passato generato i pattern di Alexander; (ii) la selezione darwiniana si realizza successivamente in tempo reale durante i tentativi preliminari e nel corso della costruzione. La soluzione dal basso verso l’alto, dove un numero di persone ha un considerevole influsso sulla forma e il suo sviluppo, ha caratteristiche opposte al processo dall’alto verso il basso. A causa dei loro approcci sostanzialmente diversi, la progettazione dall’alto verso il basso fa maggiore affidamento sulla geometria e sul linguaggio formale ereditato, mentre l’approccio dal basso verso l’alto fa a meno dei prototipi geometrici e lavora invece all’interno delle costrizioni progettuali rappresentate dai “pattern”.

La progettazione dall’alto verso il basso che propongo io consiste esclusivamente di prototipi tradizionali e classici, che si sono evoluti nel tempo per selezione darwiniana. Un pericolo nella progettazione dall’alto verso il basso è infatti che essa utilizzi prototipi che non si sono mai evoluti, dunque non adattati ai bisogni umani. Vi è poi anche il rischio di mettere insieme dei prototipi perfettamente adattati in un modo non adattivo, a meno che non si possieda una grande sensibilità nei confronti delle forze locali. Questo problema viene gestito meglio se si utilizzano alcune delle tecniche della progettazione dal basso verso l’alto, che dà spazio all’auto-organizzazione come vedremo più avanti in questo capitolo.

La progettazione dal basso verso l’alto ha una potenzialità assai maggiore di adattarsi, ma soffre anche dell’opposta possibile debolezza: se non è intenzionale, e la selezione non è governata dall’adattamento ai bisogni umani, diventa casuale. La crescita disorganizzata è perniciosa alla forma architettonica sana e alla trama urbana, come lo è nei confronti dei tessuti biologici. Una simile crescita non è il frutto di un’auto-organizzazione, e non è adattiva. Rappresenta piuttosto il proliferare di una struttura che non ha alcun rapporto con l’intero. La forma evoluta tramite selezione genera complessità organizzata, mentre la crescita casuale genera complessità disorganica (Salingaros, 2004). I principi organizzativi sono in generale così complessi che vengono agevolati meglio da soluzioni evolute, il che ci riporta ad affidarci ai metodi di organizzazione dall’alto verso il basso (benché assolutamente non all’imposizione di forme).

Per svariati decenni si è ritenuto che i metodi progettuali dall’alto verso il basso e dal basso verso l’alto rappresentassero approcci opposti e reciprocamente escludenti. Si può far risalire la famosa (e assai incresciosa) disputa fra Lewis Mumford e Jane Jacobs esattamente a questa differenza. Secondo me, e anche secondo altri autori come Hanson e Younés (Hanson e Younés, 2001), la differenza non è sostanziale, ma meramente applicativa. Certamente la progettazione concreta seguirà un percorso diverso in ciascuna delle due pratiche, ma i due procedimenti poggiano su una struttura matematica fondamentalmente simile, e dunque l’uno sull’altro. Entrambi i metodi di progettazione possono fruttare ottimi risultati, adatti alle funzioni e alle sensibilità umane.

In certe situazioni conviene applicarli insieme. La progettazione tradizionale dall’alto verso il basso fornisce risultati coerenti, prevedibili, e la progettazione dal basso verso l’alto offre configurazioni nuove, inaspettate. Il prezzo della novità e della maggiore libertà si paga con un numero maggiore di passaggi, e conseguentemente con più tempo da investire nel progetto. La possibilità di combinare la progettazione dal basso verso l’alto con quella tradizionale dall’alto verso il basso è stata già proposta da Hanson e Younés (Hanson e Younés, 2001), che la chiamano “Terza Via”. Essenzialmente, vi è un solo processo di progettazione adattiva, e diversi professionisti possono scegliere di svolgerne i passaggi in un ambiente virtuale (cioè nelle loro menti), o nel mondo reale. In quest’ultimo caso, diventa possibile coinvolgere più persone nel processo di selezione, in modo da rendere il progetto “partecipativo”.

 

Intelligenza collettiva.

Questa sezione attinge all’opera di Francis Heylighen (1999). Heylighen de?nisce l’intelligenza come l’abilità di risolvere problemi. Talvolta, come accade nelle colonie degli insetti sociali quali api e termiti, l’intelligenza è una proprietà emergente, dal momento che i singoli individui, da soli, non dispongono della necessaria capacità neuronale (Johnson, 2001). Nel caso degli esseri umani ogni individuo possiede un’avanzata capacità intellettuale, ma vi sono situazioni nelle quali diventa necessario usare una combinazione di menti per risolvere un problema complesso (Heylighen, 1999). Una città funziona mediante meccanismi complessi, la cui unione supera la capacità di comprensione di un individuo umano. Una città cresciuta nel tempo è il prodotto dell’intelligenza collettiva di generazioni di persone che agiscono insieme in senso spaziale, ma anche in una prospettiva temporale.

Nonostante la distinzione fra le implementazioni della progettazione dall’alto verso il basso e dal basso verso l’alto, entrambe rappresentano un’applicazione di intelligenza collettiva, anche se in modi molto diversi. Il processo di selezione che genera una soluzione progettuale attraverso i processi dal basso verso l’alto, è il risultato di azioni e decisioni derivate da una moltitudine di impulsi individuali. Un progetto realizzato secondo un design collettivo include le scelte dell’architetto (o di un gruppo di architetti), degli utilizzatori, e delle forze ambientali. Tutte queste forze vengono percepite e introdotte nel processo selettivo da agenti umani che agiscono come un’intelligenza collettiva. Tali forze possono o non possono essere percepibili dal singolo progettista in un processo dal basso verso l’alto, a causa della loro quantità e complessità.

Anche l’implementazione dall’alto verso il basso usa l’intelligenza collettiva. L’ambiente costruito è un bagaglio comune di informazione conservata. Gli sviluppi che hanno a che fare con forme e strutture adattive nei confronti dei bisogni fisici, sensoriali e psicologici degli esseri umani si trovano conservati nelle strutture degli edifici pre-modernisti. Questa informazione rappresenta il lavoro di un enorme numero di individui, come anche gli sforzi collettivi susseguitisi lungo le varie epoche. Il suo vantaggio è di essere accessibile a tutti. A differenza dell’informazione conservata nei libri, disponibile soltanto alle classi colte fino a relativamente poco tempo fa, l’informazione conservata nelle forme costruite risulta di accesso immediato, e funziona da memoria attiva della società.

La capacità di una tale memoria collettiva è certamente molto più grande di quella della memoria di qualsiasi individuo umano (Heylighen, 1999). La progettazione dall’alto verso il basso viene dunque aiutata dall’uso dell’informazione codificata nelle tipologie tradizionali: queste ampliano l’intelligenza del singolo progettista o del gruppo di progettisti collettivi. Un’applicazione della progettazione dall’alto verso il basso che utilizza le tipologie tradizionali estende perciò l’intelligenza umana all’ambiente costruito, incorporando l’esperienza di altra gente vissuta nel passato. D’altro lato, la distruzione deliberata perpetrata dai modernisti ai danni dell’ambiente costruito tradizionale, ha cancellato la memoria collettiva della società, e porta la responsabilità di aver ridotto l’intelligenza collettiva della società, limitando severamente la sua capacità di risolvere i problemi architettonici e urbanistici.

L’ambiente costruito è il medium nel quale le soluzioni progettuali adattive si sono evolute (e ancora seguitano ad evolversi). L’esplorazione di progetti innovativi procede selezionando e confrontando esempi adattivi conservati nella memoria collettiva (costruita). I progetti adattivi esaltano la vita umana; costituiscono una parte inseparabile della realizzazione sana dell’umanità. I progetti che invece danneggiano la vita rappresentano patologie, che in condizioni normali chiunque rifiuterebbe appena ne riconoscesse la natura. Eppure un particolare gruppo di persone (incredibilmente praticanti di queste discipline) ha promosso un tipo patologico di struttura sia su scala architettonica che urbana. Poiché l’intelligenza umana non si estende più all’ambiente costruito, non può proteggerci dalle patologie architettoniche e urbanistiche, che perciò proliferano.

La scienza sta lentamente accumulando dati sulla relazione fra la mente umana e i contesti che ci circondano. Il fatto che ciò che costruiamo riflette il modo in cui pensiamo sta diventando sempre più evidente; edifici e città cercano di adattarsi alle circostanze che cambiano, al modo di un’entità intelligente che realizza dei cambiamenti nel proprio ambiente. Un design adattivo risolve un problema, e la soluzione dei problemi è quel che definisce l’intelligenza (Heylighen, 1999). Ciò richiede la libera evoluzione di soluzioni alternative, e la messa in opera di illimitate retroazioni e di meccanismi selettivi. In un sistema la retroazione positiva aiuta a generare un insieme di soluzioni competitive, laddove la retroazione negativa identifica quelle inadatte.

I concetti umani di organizzazione e complessità sono codificati quasi esclusivamente nei nostri artefatti e nell’ambiente costruito. È la nostra istintiva apprensione della complessità, rinforzata dalle osservazioni della complessità naturale, a rendere possibile tutti i nostri traguardi tecnologici. Questa conoscenza non è stata tradotta in una formulazione teoretica generale della complessità: una gran parte di quello che comprendiamo funziona a livello intuitivo. I modelli che descrivono l’organizzazione e la complessità sono molto recenti, e assai limitati rispetto agli esempi concreti e funzionanti delle macchine complesse o dei software. La nostra intelligenza collettiva perciò si basa sull’informazione immagazzinata nell’ambiente per comprendere (e creare) complessità organizzata, ma le componenti architettoniche e urbane di questa memoria esterna costruita stanno venendo cancellate con un’allarmante velocità.

 

Proprietà emergenti ed auto-organizzazione.

Ogni città, ogni parte del tessuto urbano, ogni edificio, è il prodotto di una proprietà emergente. Si tratta della nozione secondo la quale un intero è più della somma delle sue parti distinte: le componenti urbane e architettoniche collaborano per creare, nei casi migliori, un’unità che arreca “vita” a se stessa (Johnson, 2001). I più grandiosi edifici e complessi urbani dell’umanità sono fatti semplicemente di mattoni, legno, pietre, tegole, ecc. Eppure trascendono i loro materiali, fino a indurre sentimenti di profonda intensità emotiva in chi li osserva. È questa una manifestazione di proprietà emergente. Qualcosa di profondo viene creato dall’unione coerente di semplici materiali. Nei secoli passati le persone hanno inteso questo processo in termini religiosi: un’esperienza estatica veniva naturalmente associata con un edificio grandioso o uno splendido spazio urbano.

Anche l’effetto opposto risulta istruttivo. Molti architetti e mecenati megalomani hanno cercato, senza successo, di creare una struttura impressionante usando i materiali più pomposi e pregiati. Il risultato è nella maggior parte dei casi mediocre, dove invece un edificio veramente grandioso può risultare composto da materiali ordinari, addirittura economici (il che non significa scadenti). Ciò che comunica con gli esseri umani è la complessiva coerenza dell’insieme, le proprietà emergenti dal coro di tutti i componenti.

Una proprietà emergente in un sistema può essere compresa come la struttura connettiva e organizzativa che si sviluppa in cima alle componenti stesse (Johnson, 2001). L’analogia è col significato di una frase paragonato alle singole lettere disposte senza un ordine particolare. La proprietà emergente si identifica con l’informazione, il significato, l’apprendimento, e i sottosistemi connettivi. Le componenti architettoniche e urbanistiche su tutte le scale sono il sostrato fisico sul quale l’informazione è codificata, e l’organizzazione di questa informazione produce significato. Sia l’architettura tradizionale, sia i “pattern”, contengono regole di connessione capaci di generare significato ordinando e unendo componenti costruite. Un linguaggio architettonico semplicistico impedisce il fenomeno della proprietà emergente.

I sistemi emergenti sono irriducibili: non possono essere compresi nei termini delle loro mere componenti, proprio come il significato di una frase non può essere comunicato semplicemente conoscendo tutte le lettere utilizzate. Il comportamento emergente è invariabilmente il prodotto dell’evoluzione, il che ci riporta alla questione della comprensibilità. I sistemi artificiali che evolvono in complessità possono raggiungere una soglia di complessità oltre la quale diventa difficile capire in che modo funzionano come un intero. Ma questo non deve impedirci di usarli. Che si tratti di un programma complesso, di un tessuto urbano tradizionale ad uso misto, o di forme e pattern architettonici, tali esiti rappresentano un’esplorazione evoluta dello spazio delle soluzioni.

Una soluzione emergente sulle scale architettoniche o urbane, può risultare sorprendente proprio a causa della sua novità; una banale, comprensibile forma imposta dall’alto, e risulterebbe eliminata. Che è poi il modo in cui le architetture modernista e fascista prevenivano le proprietà emergenti. L’architettura tradizionale accetta la novità, e l’organizza in modo che risulti adattiva. Al giorno d’oggi, invece, a essere imposta dall’alto nel tentativo di produrre novità è una forma non comprensibile di tipo arbitrario. Si tratta di una moda che riflette un malinteso di base sulla morfogenesi da parte della pratica architettonica e urbanistica, e che ha purtroppo ingannato il pubblico generico. Queste forme nuove non adattive non sono evolute. In quanto non rappresentano alcuna soluzione, non arricchiscono la nostra intelligenza collettiva.

Ogni sistema dinamico complesso, se abilitato a farlo, tenterà di organizzare la propria complessità in maniera da ottimizzare il flusso energetico. Questa risposta, o auto-organizzazione, può essere interpretata come una sorta di “apprendimento”, anche se non sempre seguirà direzioni che gli esseri umani approvano o capiscono. L’algoritmo di ordinamento discusso sopra è emergente, e talvolta il comportamento emergente crea proprietà inattese, come abbiamo notato. Un sistema che non sia selezionato per l’uso umano potrebbe sviluppare caratteristiche inaspettate e proprietà indesiderate (non particolarmente utili, o persino dannose). Dopo tutto, i virus sono prodotti dell’evoluzione.

L’auto-organizzazione è una proprietà di un sistema che usa le forze interne per influenzare la propria struttura o la propria crescita. Vale a dire, è generata da un certo algoritmo che lo spinge a sviluppare la coerenza interna. Non siamo in grado di comprendere interamente in quale modo funziona l’auto-organizzazione, ma essa è osservabile in molti sistemi naturali. Ad es. i fiocchi di neve, le ragnatele, i cavolfiori, i vortici e le spirali nei fluidi, ecc. esibiscono auto-organizzazione. La forma frattale è un esempio di auto-organizzazione. Qualsiasi schema naturale che mostri organizzazione a ciascun livello di ingrandimento, è il prodotto di un qualche meccanismo di auto-organizzazione.

Vi è però una differenza cruciale tra l’auto-organizzazione e l’adattamento. Mentre l’auto-organizzazione è guidata innanzitutto da necessità interne, l’adattamento è guidato da necessità esterne, e perciò il sistema dev’essere un sistema aperto. Un sistema può auto-organizzarsi ma non essere adattivo; indipendente dal suo ambiente, è dunque chiuso (Johnson, 2001). Un frattale complesso non ha bisogno di adattarsi a nulla al di fuori della propria simmetria. Di conseguenza svilupperà il medesimo schema intricato indipendentemente da dove crescerà. Al contrario un sistema adattivo, auto-organizzato o meno che sia, si sviluppa sulla base degli impulsi ambientali. La pianta di una città a forma di fiocco di neve può essere interessante a causa delle interfacce frattali che offrirebbe, ma non si adatterebbe alle attività umane. Lo stesso vale per un pattern frattale applicato a un edificio, una decorazione astratta e niente più.

 

Adattamento e retroazione

La chiave dell’adattamento consiste nell’avere un meccanismo di retroazione. Senza retroazione, non v’è modo di incorporare l’informazione ambientale nell’algoritmo di crescita di un sistema complesso. Sia il cervello, sia la struttura vivente, dipendono per le loro funzioni da un’enorme quantità di retroazioni. La materia bruta non ha retroazione. L’architettura contemporanea, seguendo i primi modernisti, ha eliminato la retroazione. Gli architetti vorrebbero imporre le loro forme morte e astratte alle persone, che non devono porle in discussione. Qualunque reazione alle forme e alle funzioni di edifici e città ovviamente è considerata di disturbo, perché implica l’imperfezione delle forme “ideali” originarie.

La retroazione è un’influenza bi-direzionale, e opera in due contesti distinti: (1) tra le componenti sistemiche della stessa misura; e (2) fra diversi livelli del sistema. Unità o meccanismi agiscono parallelamente su tutti i livelli, la loro azione è disponibile nei due sensi, nonché ai livelli più alti. Un sistema adattivo utilizzerà la retroazione per influenzare sia le scale più piccole sia quelle più grandi. Senza retroazione o non c’è connettività, o la connettività è disorganizzata: l’opposto, dunque, di quanto ci si aspetta da un sistema complesso coerente.

La pecca principale nell’implementazione dall’alto verso il basso consiste nel fatto che essa può ignorare quelle forze che la renderebbero veramente adattiva. L’unico modo per garantire che ciò non avvenga, consiste nell’assicurarsi che ciascun passo del progetto sia adattivo nei confronti della situazione immediata. Concentrandosi su ogni passaggio del processo, si distoglie l’attenzione dal risultato finale, così da permettere una certa divergenza dal rigido obiettivo iniziale. Avviene spesso che il risultato migliore sia quello che si è discostato dalla determinazione iniziale (Highsmith, 2000). Al contrario, quando ci si muove dritti verso l’esito prestabilito, non si segue necessariamente una sequenza nella quale ogni singolo passo è adattivo, e il risultato finale ne risulta indebolito.

Gli architetti modernisti hanno confuso le persone sostituendo alle connessioni umane precisione ed eleganza. La precisione rappresenta l’adesione a un’idea meccanica che non ha nulla a che fare con gli usi o le sensibilità umane. È un’idea strettamente astratta legata alla geometria pura. L’adattamento al comfort umano, al contrario, tralascia la precisione meccanica, perché le strutture che soddisfano i bisogni umani sono molto spesso non ben determinate, hanno un margine di tolleranza. È ben noto che i più memorabili e ispirati frutti architettonici dell’umanità non sono né estremamente precisi, né perfettamente allineati, né obbediscono a una geometria assoluta. Inoltre l’architettura vernacolare, che è più confortevole dal punto di vista fisiologico di qualsiasi sterile edificio odierno prodotto in massa, si è evoluta prestando un’inflessibile attenzione alla retroazione emotiva e sensoriale, e non alla precisione meccanica.

Un design adattivo si evolve nella misura in cui soddisfa i requisiti del proprio utilizzo. Esso si adatta a una serie di condizioni, normalmente relative alla sua relazione con le forze interne ed esterne. Un edificio, per es., sarà adattivo fin dall’inizio se il suo design si è evoluto in modo da soddisfare i bisogni dei suoi futuri occupanti. Un edificio può anche evolvere dopo essere stato costruito, attraverso cambiamenti strutturali adattivi alla sua struttura, guidati dal bisogno di soddisfare le esigenze correnti dei nuovi occupanti. Questo secondo tipo di adattamento prevale di molto nella pratica, ed è una caratteristica dell’architettura di successo nel corso delle epoche, nonostante non sia sufficientemente riconosciuto dai membri dell’accademia architettonica (Brand, 1995).

Risulta persino difficile parlare di adattamento architettonico, dal momento che l’architettura ha disgiunto se stessa dai meccanismi retroattivi. Al contrario, l’adattamento è la caratteristica più ovvia in altre discipline. Ad es. in informatica il test è chiaro e intransigente: il programma gira? computa quello che ci si aspetta da lui? La retroazione è immediata. Se il programma va in stallo, o se gira ma fornisce un risultato sbagliato secondo un’analisi indipendente, è disfunzionale. In realtà non abbiamo un test analogo, altrettanto solido, dell’adattamento in architettura, e questa lacuna alle fondamenta stesse della disciplina ha prodotto enormi problemi.

Userò ora l’algoritmo di ordinamento di cui abbiamo parlato in analogia al comportamento degli architetti contemporanei. Come esempio ipotetico, i teorici dell’architettura potrebbero prendere un insieme arbitrario di istruzioni di spostamento e confronto, e dichiarare che essi compongono un programma. Si darebbero molta cura di non lanciare tale programma, giacché la pretesa che un tale insensato guazzabuglio di linee di codice faccia veramente qualcosa ne risulterebbe immediatamente invalidata. La giustificazione rimarrebbe strettamente sul piano dell’apparenza più superficiale: «Poiché le linee del codice sembrano un programma, ciò è tutto quel che occorre per programmare». Potrebbero andare anche oltre, e dichiarare che l’incomprensibilità del non-programma è una qualità filosofica, secondo la scuola decostruttivista francese (Salingaros, 2004). Non mi sorprenderei se infine qualcuno scegliesse a caso 55 istruzioni di spostamento e proclamasse un nuovo record di rete di ordinamento per n = 16, ancora senza mai lanciare alcun eseguibile su un computer.

 

Conclusione

L’architettura ha bisogno di basarsi su una comprensione scientifica dei principi della progettazione adattiva. Ho descritto i processi darwiniani e il loro ruolo nella progettazione, usando l’evoluzione di un programma informatico (un algoritmo ordinativo numerico) per stabilire la questione. Le soluzioni evolute acquistano una complessità che sovente supera l’intelligenza di un singolo essere umano. Per questo motivo, l’ambiente costruito tradizionale è il prodotto di un’intelligenza collettiva (simile a quella esibita dagli insetti sociali), applicato per approfondire la comprensione umana della forma. I metodi di progettazione adattiva dall’alto verso il basso e dal basso verso l’alto sono stati spiegati in riferimento ai risultati della teoria della complessità. Un vecchio equivoco secondo il quale i metodi dall’alto verso il basso e quelli dal basso verso l’alto sarebbero inconciliabili, è stato chiarito: di fatto, nella misura in cui sono veramente adattivi, i due metodi sono matematicamente equivalenti.

Ho anche criticato l’arbitrarietà dei metodi progettuali non adattivi, ormai pervasivamente diffusi da diversi decenni. Gli architetti che hanno rimpiazzato le soluzioni storiche adattate ai bisogni umani con banali tipologie guidate dal primato dell’immagine hanno dimostrato una totale mancanza di comprensione del ruolo della progettazione. L’arroganza che in più hanno introdotto nella professione, insieme ai metodi di design non adattivi, ha reso l’ambiente costruito sempre più disfunzionale, addirittura inumano. Nonostante i richiami reiterati e ben diffusi a una progettazione per principi adattivi, le tendenze dell’architettura e dell’urbanistica contemporanee non mostrano segni di declino. Credo sia giunto il tempo di ricostruire un ambiente funzionale che supporti meglio la vita umana. Questo capitolo ha suggerito una base per farlo.

 

Keynote at the Inaugural Conference of the “Delft School of Design”, Delft University of Technology, 10 giugno, 2004. Prima pubblicazione in Katarxis No. 3, settembre 2004. Traduzione di Stefano Serafini. 

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