Un caffè col fisico

Coffee Break with… Ray Bradbury

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Benvenuti alla pausa caffé del Mercoledì, oggi in compagnia non di un regista o uno sceneggiatore, ma di uno scrittore, e che scrittore!

Ray Bradbury diventò molto famoso principalmente con Fahrenheit 451 e con Cronache Marziane, ma scrisse una serie infinita di best sellers che spaziano tra il fantasy, il thriller, la science fiction e l’avventura.

Quello di cui voglio parlare oggi è un famoso racconto, A sound of thunder, contenuto in una raccolta di storie brevi dall’omonimo titolo, che parla di un Safari con viaggio nel tempo, praticamente un Safari in cui invece che “limitarsi”, per esempio, alla Savana odierna, si va a cacciare nell’antica preistoria.

Il tema centrale di questa storia, che io stesso sto leggendo ora, è il famoso “Butterfly effect”, la teoria secondo la quale un battito di farfalla in Brasile potrebbe generare un tornado in Texas, cioè quanto le nostre azioni, anche quelle più piccole, possano influenzare il futuro nostro e degli altri.

Prima di addentrarmi nel problema, che non è per nulla una banalità o cialtroneria da film di fantascienza, ma si basa su studi fisico-matematici, vi do un altro paio di referenze per divertirvi sul tema:

1) Il film The Butterfly Effect di Eric Bress, un po’ “segato” dalla critica, ma comunque interessante.

butter

 

2) L’episodio della serie TV dei Griffin (Family Guy) chiamato Road to Multiverse, un classico.

multiverse1

3) L’episodio della serie TV di Scrubs chiamato “My butterfly“.

Scrubs-s3-dvd

Bene, ora parliamo di teoria del caos.

La storiella della farfalla è infatti riconducibile a una classe di problemi matematici che hanno in comune il fatto di essere sistemi dinamici la cui evoluzione dipende altamente dalle condizioni iniziali.

Facciamo un esempio pratico.

Prendiamo una penna qualsiasi, una bic, quella che si usa per fare la cerbottana, andrà benissimo. Non smontatela però, intera è meglio.

Mettetela in equilibrio su un tavolo piano e, quando pensate di aver raggiunto la posizione ottimale, lasciatela.

Che fa?

Cade, ovviamente. In quanto tempo? Pochissimo. E’ possibile calcolare che se anche riusciste a metterla in posizione perfettamente verticale con precisione atomica, non resisterebbe più di 7 secondi.

Da che parte cade? Riuscite a prevederlo? No, a meno di non dare un inclinazione volontaria iniziale.

Ecco, la penna in posizione verticale è in una posizione di equilibrio fortemente instabile la cui dinamica dipenderà in maniera drammatica dalla posizione che ha nel momento in cui la lasciate (e come la lasciate).

Altro esempio.

Il pendolo doppio. Direi che spiego meglio facendovi vedere un video

e una gif

Double-compound-pendulum

Impossibile prevedere in che modo oscilli il secondo braccio, come notate il moto è altamente caotico!

Ultimo esempio: l’Universo. Ve ne parlavo proprio Venerdì scorso, con il principio antropico cosmologico: condizioni anche simili tra loro all’inizio della storia dell’Universo portano a evoluzioni totalmente diverse e noi ci troviamo in una specifica realizzazione che è molto difficile riprodurre.

Questo problema di sistemi dinamici la cui evoluzione dipende moltissimo dalle condizioni iniziali fu studiato per la prima volta in maniera sistematica da Henri Poincarè, in un trattato che parlava del “problema a tre corpi gravitazionale”. Questo problema è conosciutissimo in fisica e si tratta del fatto che non è possibile risolvere analiticamente un sistema in cui siano presenti 3 corpi (o più) con masse simili tra loro, soggetti ad attrazione gravitazionale.

Questo problema è particolarmente complicato proprio perché dipende moltissimo dalle posizione iniziali relative tra i tre corpi.

Il nome “Butterfly effect” venne coniato da tal Edward Lorenz, metereologo americano, che si rese conto che se cambiava anche di pochissimo il dato iniziale di una simulazione a computer di un evento metereologico, pare fosse 0.506 invece che 0.506127, la predizione atmosferica cambiava completamente.

Ecco perché non ci azzeccano mai!

Il problema ha acquisito un certo interesse anche nell’ambiente culturale più allargato, di qui le varie influenze sulla letteratura e il cinema, per il fatto che può essere applicato anche in termini di causalità ed effetto degli eventi nel tempo.

In parole povere, quello che sto facendo ora, anche la minima cosa come alzare un braccio e prendere una foglia dall’albero, potrebbe cambiare drasticamente la storia, appunto per l’imprevedibilità che c’è nella concatenazione degli eventi.

Questo si lega facilmente con le varie teorie di multiverso per le quali ogni scelta che facciamo porta a Universi paralleli in cui siamo persone completamente diverse, ma qui non abbiamo solo il naso nella fantascienza, diciamo che ci siamo dentro fino al collo.

Ecco, direi che per oggi può bastare, vi ho anche dato una valida scusa per guardarvi un bel film e qualche puntata dei Griffin e di Scrubs!

Alla prossima!

 

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