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La Teoria del Caos (O: il professore di Jurassic P...

La Teoria del Caos (O: il professore di Jurassic Park era figo)

Qual è il mio personaggio preferito di Jurassic Park? La rockstar dei dinosauri, il ribelle in giacca di pelle: il Professor Ian Malcom. Non solo è molto più stiloso del suo rivale paleontologo, ma ha anche una passione per mettere in discussione le regole, cosa che ci piace moltissimo. E ci piace anche perché portava avanti la teoria più allettante dell’universo: quella del caos.

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Ian Malcom (interpretato da Jeff Goldblum)

Pur non capendoci ancora niente, la teoria del caos e le gocce d’acqua sulle mani esercitavano un fascino irresistibile su di me, e tuttora ammetto di trovare il Professor Ian Malcom niente male.

Alcuni di voi si saranno fatti almeno una volta la domanda: ma la teoria del caos esiste davvero? La risposta è sì, e la cosa più sorprendente è che è esattamente come il Professor Malcom (ma chiamiamolo Ian) spiega in Jurassic Park. Anche se il film è pieno di inesattezze paleontologiche non ne parleremo ora… la Teoria del Caos come la spiega il nostro Ian non fa (quasi) una piega:

Non so perché da piccola non mi rendessi conto di quanto viscido è il personaggio in questa scena, forse il doppiaggio italiano elimina un po’ questo effetto (ecco la scena originalecreepy è la parola più ricorrente nei commenti al video). Comunque, io amavo Ian. E mi piaceva la teoria del caos.

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Dicevamo, la spiegazione contenuta in questa scena è corretta. In effetti, Jeff Goldblum era entrato in contatto con alcuni studiosi, che lo avevano istruito, permettendo a noi spettatori di ricevere un genuino spunto su questa teoria. Vediamo un po’ cosa ne dice il vecchio Ian:

“Tratta dell’imprevedibilità dei sistemi complessi.”

Vero! Un sistema caotico è un sistema talmente complesso che a prima vista sembra puramente casuale. Detto in altro modo? Supponiamo di vedere un risultato – un insieme di numeri, una traiettoria, qualsiasi cosa – che sembra uscire “a casaccio” da un certo sistema che le genera… un casino, insomma! Dietro a questo “casino”, il sistema che lo genera potrebbe essere di due tipi: uno, che genera veramente valori a random, oppure un altro, che segue regole ben definite ma è talmente complesso da non lasciar trasparire queste regole.

I sistemi caotici sono caratterizzati proprio da regole di quest’ultimo tipo: sono ben definite, “deterministiche” per dirla in modo corretto, ma a prima vista generano solo casino. Una legge deterministica è una legge di natura, come ad esempio la legge di gravità, che ci permette di calcolare con precisione lo stato del sistema ad ogni momento. Vi ricordate gli esercizi di fisica alle superiori? Argh!

Ecco, anche un sistema caotico segue leggi ben definite… secondo le quali in teoria sarebbe possibile prevedere cosa succederà, ma farlo è talmente complesso che in pratica non si può prevedere! Ad esempio, al contrario della legge di gravità (che richiede pochi parametri: la forza di gravità, la posizione e la velocità del corpo), un sistema complesso può avere talmente tanti parametri da sapere, da rendere praticamente impossibile prevedere il risultato. In Jurassic Park questo concetto, detto male (scusa Ian, ma è vero), diventa:

1)      niente si ripete mai

e

2)      tutto influenza il risultato

In più, e anche questo contribuisce a generare un comportamento caotico, lo stato attuale del sistema influenza il calcolo dello stato successivo (ovvero c’è “feedback”), rendendo via via sempre più difficile calcolare cosa succederà più avanti nel tempo.

Ian parla anche dell’effetto farfalla (butterfly effect): “Una farfalla batte le ali a Pechino e a New York arriva la pioggia invece del sole”. Questo è un modo un po’ yeah di dire che una piccola variazione delle condizioni iniziali causa una grande differenza di traiettoria, che diventa sempre più ampia. Pensate che sia un’esagerazione? Il fisico Michael Berry ha calcolato che la traiettoria di una palla da biliardo, dopo una media di 9 collisioni, risulta sensibilmente differente in seguito all’attrazione gravitazionale di uno spettatore che si trova a un metro di distanza dalla tavola. (Pensavate di essere tanto magri? E invece, sappiate che generate un campo gravitazionale). Questa è un’altra caratteristica dei sistemi complessi: la sensibilità alle condizioni iniziali.

E qui torniamo al nostro affascinante Professore: in effetti, date le stesse condizioni iniziali, “niente si ripete”, perché ci sono troppe variabili da tenere in considerazione… “tutto influenza il risultato”. Però, sarebbe più corretto parlare di quelle che crediamo essere le stesse condizioni iniziali, perché ci sono minuscole variazioni che sono impossibili da controllare. Come, beh, i peli e le imperfezioni della pelle (ma quant’è adorabile uno che ci prova descrivendo le tue mani così?)

Altre cose strane riguardanti la teoria del caos? I sistemi caotici sono strettamente legati ai frattali. Se disegniamo un grafico per descrivere un sistema caotico usando gli assi cartesiani, otteniamo delle figure come queste:

lorenz3d

Immagine presa da: http://www.stsci.edu/~lbradley/seminar/attractors.html

Che sono frattali.

In più, esistono alcuni sistemi perfettamente ordinati che, al variare di un certo parametro, cominciano ad esibire un comportamento caotico. Di questo si occupa la teoria delle biforcazioni: un minimo cambiamento di un parametro, e puf! Casino. Ancora una volta, però, se proviamo a disegnare in un grafico il comportamento del sistema al variare del parametro, il grafico è un frattale:

bifurcation

Abbastanza inquietante? Eh già.

In conclusione, tutto ciò non fa che aumentare il fascino del Professor Ian Malcom… e dobbiamo ringraziare Jurassic Park per averci subliminalmente insegnato la teoria del caos alle nostre giovani e malleabili menti!

 

Fonti: Jurassic Park e un corso universitario, ma soprattutto Jurassic Park.


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