Tutori della Scienza: la Teoria del Caos e l'Effetto Farfalla

Ecco qua, alla fine l'ho fatto. Mi sono imbarcato in questa cosa, che trovo straordinariamente interessante e che si è inventato Gianluca Santini, padrone do casa del blog Nella mente di Redrum. Di che stiamo parlando? Dell'iniziativa Tutori della Scienza, nata sulle pagine del blog sopracitato per favorire la divulgazione scientifica via web. L'idea di base è semplice: si sceglie un argomento scientifico, una teoria, un principio (come quelli della termodinamica, per esempio) e lo si "spiega" ai lettori sulle pagine del proprio blog. Non in modo eccessivamente "professorale", si capisce, bensì come se fosse... Che so, una chiacchierata fra amici.
La mia scelta è caduta sul cosiddetto effetto farfalla, altrimenti noto come dipendenza sensibile alle condizioni iniziali, reso celebre da decine e decine di racconti e film, principalmente di fantascienza. Ray Bradbury, anyone?
Tuttavia, come il titolo stesso del post suggerisce, prima è necessario fare una puntatina sulla Teoria del Caos. Teoria che altro non è che un'analisi di quei sistemi fisici che presentano una sensibilità esponenziale alle modifiche delle condizioni iniziali. In pratica un sistema è detto caotico quando, al suo interno, è possibile che si verifichi un effetto farfalla, appunto.

Previsioni del tempo: un esempio di sistema caotico.

Dunque, le caratteristiche principali (e necessarie) per definire un sistema caotico sono:

• la sopracitata sensibilità alle condizioni iniziali: se, in un sistema, ad una variazione infinitesima delle condizioni iniziali corrisponde una sensibile variazione delle condizioni in uscita, quel sistema è, probabilmente, un sistema caotico;
• l'imprevedibilità: è impossibile, proprio per via di questa sensibilità, prevedere il comportamento del sistema in un arco di tempo sufficientemente lungo.

Ma quindi, in pratica, che cos'è l'effetto farfalla?Il suo nome deriva, come già accennato, da un racconto di Ray Bradbury, Rumore di Tuono. In questo racconto si immagina una società futuristica in cui i viaggi nel tempo sono una consuetudine. Durante uno di questi viaggi nel tempo, precisamente nella preistoria, un uomo del futuro calpesta una farfalla innescando una serie di conseguenze che si rivelano disastrose per la Storia dell'umanità intera.L'espressione è poi "ufficialmente" utilizzata nel film del 2004 The Butterfly Effect:

Si dice che il minimo battito d'ali di una farfalla sia in grado di provocare un uragano dall'altra parte del mondo.

Dunque, in sostanza l'effetto farfalla è quella cosa per cui, in un sistema caotico, ad una minima variazione delle condizioni iniziali (come, ad esempio, il battito d'ali di una farfalla) corrisponde una grande variazioni delle condizioni finali.
Quali sono, dunque, le conseguenze "reali" dell'effetto farfalla?
Sicuramente la più evidente è la scarsa validità delle previsioni a medio/lungo termine riguardo a sistemi caotici. Qualche esempio? Le previsioni del tempo, oppure il mercato azionario.
Del resto vi immaginereste i meteorologi che, per realizzare una previsione precisa, cominciassero a calcolare le variabili minime come il battito d'ali di tutte le farfalle dell'area interessata? Per questo, come avrete certamente sentito dire, le previsioni del tempo non sono mai affidabili al 100%, e anzi diventano quasi del tutto inattendibili su un periodo di tempo superiore ai quattro o cinque giorni.
E così si conclude il mio contributo al progetto, almeno per ora. Vi lascio con un paio di link che potrebbero tornarvi utili:
Il link alla pagina statica del progetto, che, ricordo, è un'iniziativa di Gianluca Santini;
Il link ad un hypertextbook sulla Teoria del Caos et similia;
E infine vi ricordo che il progetto Tutori della Scienza si vanta di avere l'approvazione ufficiale di Sheldon "Effetto Doppler" Cooper.