Laboratorio 3: Simulazioni di sistemi complessi

Responsabile: Prof.ssa Olivia Levrini

Con la collaborazione di:

Prof. Daniele Bonacorsi

Ricercatrici/ori: Dott. Leonardo Aragão, Dott.ssa Silvia Biondi

Dottorandi: Dott.ssa Eleonora Barelli, Dott. Matteo Billi, Dott. Francesco Durazzi, Dott. Carlo Emilio Montanari

In tutte le discipline scientifiche, e nella fisica in particolare, il ruolo dei computer e degli strumenti computazionali in generale sta diventando sempre più fondamentale. Questa rivoluzione in atto ormai da 50 anni non sta introducendo soltanto nuove tecnologie nel mondo delle scienze, ma sta creando un nuovo paradigma di ricerca, dove il confine tra laboratori reali e virtuali, tra modelli ed esperimenti, è andato via via sfumandosi. Tra gli strumenti più utilizzati vi sono le simulazioni computazionali che costituiscono l’oggetto principale di questo laboratorio PLS.

Le applicazioni delle simulazioni toccano tutti gli ambiti della conoscenza, dalla fisica delle particelle alla climatologia, dalle scienze sociali all’epidemiologia. In particolare, sono lo strumento prediletto di tutte le discipline che hanno a che fare con i cosiddetti “sistemi complessi” e sono spesso alla base di importanti decisioni politiche.

In questo quadro, il laboratorio si pone i seguenti obiettivi:

- Comprendere come le simulazioni si collocano nel più ampio panorama della fisica computazionale, nella cosiddetta "era dei big data";

- Acquisire conoscenze di base della scienza dei sistemi complessi e delle simulazioni, con particolare riferimento alle simulazioni basate su equazioni e basate su agenti;

- Esplorare le applicazioni delle simulazioni in fisica e in altri ambiti del sapere;

- Approfondire alcuni casi di studio che mostrano l’importanza delle simulazioni per elaborare previsioni e prendere decisioni in situazioni di incertezza (ad esempio, il caso del Covid-19 e il caso della formazione di gruppi terroristici);

- Cogliere l’interdisciplinarità che caratterizza le simulazioni ed orientarsi rispetto a possibili professioni in settori STEM (Scienza, Tecnologia, Ingegneria e Matematica) e non solo;

- Sviluppare competenze di lavoro di gruppo, di pensiero critico e di cittadinanza.

Le attività previste nel laboratorio sono: a) lezioni di esperti, b) tavole rotonde, c) lavori di gruppo, d) discussioni collettive.

Il laboratorio è realizzato in collaborazione con il progetto Erasmus+ IDENTITIES (www.identitiesproject.eu) e rientra nelle attività del progetto OPH - Open Physics Hub (https://site.unibo.it/openphysicshub/en).

Il laboratorio adatto a studenti di classe IV e V. Si approfondiranno concetti della fisica dei sistemi complessi, si introdurranno aspetti tecnici per la lettura del linguaggio delle simulazioni ad agente (linguaggio NetLogo). Non è necessaria una preparazione nell’ambito della programmazione per affrontare il corso. Max. 30 studenti

Periodo: gennaio-febbraio 2021

Numero incontri: 6

Sede: Online, piattaforma Microsoft Teams

Calendario e prospetto dei contenuti:

• Lunedì 11 gennaio 2021, h. 15-18 - Modulo di accoglienza, a cura dell'Ufficio UNIBO per l'orientamento
• Martedì 19 gennaio 2021, h. 15-18 - Le simulazioni nel panorama della fisica computazionale nell'era dei big data (Prof. Daniele Bonacorsi)
• Martedì 26 gennaio 2021, h. 15-18 - Le simulazioni come strumenti di ricerca: tavola rotonda con giovani ricercatori (Dott. Leonardo Aragão, Dott.ssa Silvia Biondi, Dott. Matteo Billi, Dott. Francesco Durazzi, Dott. Carlo Emilio Montanari)
• Martedì 2 febbraio 2021, h. 15-18 - Approcci ad equazione e ad agente per modellizzare sistemi sociali: come "leggere" le simulazioni (Dott.ssa Eleonora Barelli)
• Martedì 9 febbraio 2021, h. 15-18 - Analisi di tre simulazioni in NetLogo (Dott.ssa Eleonora Barelli)
• Martedì 16 febbraio 2021, h. 15-18 - Immaginare scenari futuri tramite simulazioni: dai problemi, agli obiettivi alle azioni (parte 1) (Dott.ssa Eleonora Barelli)
• Martedì 23 febbraio 2021, h. 15-18 - Immaginare scenari futuri tramite simulazioni: dai problemi, agli obiettivi alle azioni (parte 2) (Dott.ssa Eleonora Barelli)