Un termine usato nella scienza, nella teoria dei sistemi, nella filosofia, nell'urbanistica e persino nell'arte, "proprietà emergenti" o "emergenza" si riferiscono a quelle proprietà che derivano dal funzionamento collaborativo di un sistema, ma non appartenere a qualsiasi parte di quel sistema. In altre parole, le proprietà emergenti sono proprietà di un gruppo che non sono possibili quando uno qualsiasi dei singoli elementi di quel gruppo agisce da solo. Le città, il cervello, le colonie di formiche e sistemi chimici complessi, ad esempio, presentano tutte proprietà emergenti che servono a illustrare il concetto.

Colonie di formiche

Una singola formica è un organismo piuttosto limitato, con poca capacità di ragionare o svolgere compiti complessi. Nel complesso, tuttavia, una colonia di formiche svolge compiti sbalorditivi, dalla costruzione di colline e dighe alla ricerca e allo spostamento di enormi quantità di cibo. In questo contesto, le proprietà emergenti si riferiscono ai cambiamenti qualitativi che si verificano nel comportamento delle formiche quando le singole formiche lavorano insieme. Da sola, una formica si comporta in modo irregolare e quasi casuale, ma la somma di milioni di azioni casuali serve a identificare le attività necessarie e ad organizzare altre formiche per completarle. Una formica che trova il cibo, per esempio, secerne una piccola quantità di una sostanza ormonale che attrae altre formiche che, a loro volta, secernono anche quella stessa sostanza quando raggiungono la stessa fonte di cibo. Così, milioni di formiche vaganti diventano le rette organizzate che portano al picnic più vicino. L'organizzazione delle formiche, possibile solo quando il sistema funziona nel suo complesso e le azioni individuali si rafforzano a vicenda, è una proprietà emergente.

Il cervello

La coscienza umana è spesso definita proprietà emergente del cervello umano. Come le formiche che formano una colonia, nessun singolo neurone contiene informazioni complesse come autocoscienza, speranza o orgoglio. Nondimeno, la somma di tutti i neuroni nel sistema nervoso genera complesse emozioni umane come la paura e la gioia, nessuna delle quali può essere attribuita a un singolo neurone. Sebbene il cervello umano non sia ancora stato sufficientemente compreso per identificare il meccanismo con cui funziona l'emergenza, la maggior parte dei neurobiologi concorda sul fatto che complesse interconnessioni tra le parti danno origine a qualità che appartengono solo al tutto.

Sistemi chimici

La chimica studia un numero di casi in cui le singole forze o azioni non si sommano necessariamente a una semplice somma delle parti. In fisica, due forze che agiscono su un corpo aumentano naturalmente la forza totale, eppure la chimica riguarda casi in cui, a causa di complesse organizzazioni di energia atomica in elementi e composti, alcune reazioni chimiche creano elementi completamente nuovi, composti o fonti di energia che sono non una semplice combinazione degli effetti delle parti coinvolte. Le reazioni di neutralizzazione, ad esempio, sono state usate dal filosofo John S. Mill per descrivere situazioni in cui i principi di causa-effetto per ciascuna delle parti coinvolte in una reazione non potevano predire l'esito. Quando l'acido cloridrico e l'idrossido di sodio si combinano, il risultato è sale e acqua, un prodotto per nulla coerente con gli effetti di un forte composto acido o basico.

Città

La complessa organizzazione sociale degli esseri umani esibisce anche alcune proprietà emergenti. Scienziati sociali e urbanisti spesso indicano le città come l'esempio più chiaro di emergere nell'interazione umana. Studiano come certe aree di una città tendono a sviluppare attività economiche o sociali simili e gradualmente diventano hub specializzati dai distretti teatrali ai grandi mercati del pesce. Soprattutto nel caso di attività che non sono regolate da regolamenti di zoning, la decisione di un individuo di condurre una determinata attività in un determinato luogo tende a rendere più simili attività complementari o complementari nelle vicinanze. Se una persona apre un teatro su una strada, la zona inizia a essere frequentata da persone che cercano attività culturali, finché la strada non attrae gallerie d'arte e scuole e gradualmente diventa un distretto culturale. Nessuna singola persona prende la decisione di generare un centro culturale, ma la confluenza degli interessi crea lo spazio attraverso proprietà emergenti.