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Gennaio 1961: L'effetto farfalla

butterflyPer i non addetti ai lavori il concetto di caos porta alla mente immagini di completa casualità. Al contrario per gli scienziati esso denota un comportamento stocastico che si verifica in sistemi deterministici che sono così sensibili alle condizioni iniziali (input) che il loro evolversi (output) sembra essere completamente casuale sebbene vi sia un ordine soggiacente. Questo che sembra una definizione paradossale nacque quando un matematico "prestato" alla meteorologia fece una scoperta che come spesso accade avvene quasi per caso.

 La scoperta si deve a Edward Lorenz matematico affascinato dalla meteorologia fin da bambino. Egli ideò il primo modello matematico per le previsioni del tempo costituito da un insieme di equazioni differenziali. Per ricavare le previsioni si serviva di un computer dell'epoca che oggi ci appare ovviamente estremamente primitivo e come potete immaginare molto ma molto più lento di quelli odierni. Partendo dalle condizioni del giorno il sistema poteva calcolare le previsioni per il giorno dopo, quindi prendendo in input queste previsioni calcolava quelle del giorno successivo e così via. Nell'inverno del 1961 dopo aver calcolato una di tali sequenze, per riesaminarla più velocemente volle dare in input alla macchina non i valori iniziali ma i valori intermedi calcolati per un certo giorno per prevedere ancora più in là nel futuro. Con sua estrema sorpresa constatò che i valori calcolati in questo caso differivano notevolmente dalla sequenza originaria. Scartata la possibilità di un guasto, Lorenz si rese conto che il "problema" aveva origine dal fatto che aveva dato in input alla macchina nei due casi valori molto simili ma diversi perché nel secondo caso li aveva approssimati. Questa piccolissima variazione nell'input aveva generato comportamenti molto diversi da sembrare che il sistema avesse reagito in maniera completamente casuale anche se come ben sapeva esso era del tutto deterministico.

Oggi questo fenomeno di dipendenza estremamente sensibile di un sistema dalle condizioni iniziali è detto anche "effetto farfalla" dalla famosa frase "basta un battito d'ali di una farfalla in Brasile per scatenare un tornado in Texas" a sottolineare come appunto una piccola differenza in una condizione iniziale può provocare grossi sconvolgimenti nell'evolvere del sistema.

Questo articolo è stato riadattato dall'originale in inglese che trovate qui dell'American Physical Society

Per approfondire:
Gleick, James. Caos. La nascita di una nuova scienza 2000, Traduttore Sosio L.
BUR Biblioteca Univ. Rizzoli  (collana Superbur scienza)