Si fa un gran parlare di caos non solo in ambito scientifico o divulgativo, ma anche in trasmissioni televisive, radiofoniche o in produzioni cinematografiche, tanto che viene da chiedersi cosa ci colpisce di questa teoria e quali sono gli aspetti che riescono a fuggire dagli stretti ambiti specialistici, per impressionare l'immaginario collettivo. E forse una risposta, probabilmente parziale e soggettiva, si può trovare nei primi studi sul caos che si fanno risalire a Edward Lorenz, meteorologo di origine statunitense, anche se già altri scienziati (Poincaré, ad esempio) avevano messo in luce alcuni degli aspetti che caratterizzano il caos deterministico.
Negli anni sessanta Lorenz formulò un modello approssimato del movimento termico di convezione di un fluido, basato su un insieme di tre equazioni del primo ordine alle derivate ordinarie. Mentre effettuava le prime simulazioni del suo modello, Lorenz si accorse di una strana impredicibilità nei risultati prodotti dal calcolatore. Ogni giorno, sebbene partisse dalle stesse condizioni, l'evoluzione del suo sistema era diversa. Dopo essersi arrovellato sulle possibili cause di errore (l'algoritmo, il calcolatore, il modello stesso), trovò finalmente la spiegazione del comportamento impredicibile del suo modello deterministico: il sistema in realtà non partiva dalle stesse condizioni iniziali. Lorenz infatti appuntava su un foglietto di carta il punto di partenza della sua simulazione, effettuando dunque un'approssimazione soltanto in apparenza trascurabile.
Lo scienziato statunitense si accorse così che i sistemi caotici dipendono fortemente dal punto da cui partono, sono molto sensibili alle condizioni iniziali, per cui una differenza anche piccola sulle informazioni di partenza si ripercuote nel lungo periodo in un andamento che diventa impredicibile.
Il fascino della teoria del caos sta anche nella bellissima metafora che Lorenz inventò parafrasando il risultato della sua scoperta: il battito delle ali di una farfalla in Brasile può scatenare un tornado in Texas. Il battito rappresenta l'evento impercettibile, non misurabile, non determinabile ma determinante; le ali della farfalla ricordano la struttura delle traiettorie del sistema scoperto da Lorenz; e, infine, la scelta di una regione distante dal Brasile, quale il Texas, è molto evocativa e dà una chiara idea della complessità del fenomeno.
A dire il vero esistono diverse versioni della frase e di volta in volta la fantomatica farfalla può capitare di trovarla in un luogo meglio precisato del Brasile (la foresta amazzonica), in un luogo non ben precisato dell'Asia (in India, qualche volta) o anche in Australia o nei Caraibi, e sentirla battere le ali per propiziare il bello o il cattivo tempo nelle più disparate località (Arizona o Cina piuttosto che Liguria o Londra).
Tuttavia, nonostante le spiegazioni di Lorenz e grazie anche alla difficoltà di dimostrazioni matematiche rigorose dell'esistenza del caos, il dubbio che si trattasse solo di artefatti numerici è rimasto a lungo e ha dato la spinta a molte ricerche sul tema negli anni ottanta. In particolare, a uno scienziato esperto di teoria dei circuiti, Leon Chua, venne l'idea di progettare, se possibile, un circuito caotico. L'invenzione viene fatta risalire al 1983. Chua con un elegante ragionamento riuscì a ideare il primo circuito in grado di mostrare un comportamento caotico, fornendo una delle dimostrazioni sperimentali più semplici e convincenti dell'esistenza del caos.
Questa peculiarità degli studi sul caos, ovvero il suo essere strettamente e necessariamente legati alla sperimentazione, è la principale motivazione che porta ogni due anni scienziati e ricercatori di tutto il mondo a riunirsi per discutere dei risultati più recenti ottenuti nei loro laboratori. La conferenza si chiama, proprio per rimarcare l'esclusiva attenzione agli aspetti sperimentali, Experimental Chaos Conference e, questo anno, abbiamo avuto il piacere di ospitarla presso il nostro Ateneo.
Alla conferenza che si è svolta presso la Facoltà di Ingegneria dal 3 al 6 giugno hanno partecipato più di 180 ricercatori provenienti da diverse nazioni. Anche il comitato organizzativo è stato internazionale (Stefano Boccaletti, Celso Grebogi, Jürgen Kurths, Lou Pecora, Bruce Gluckman, Luigi Fortuna e chi scrive). Gli interventi si sono caratterizzati per la multidisciplinarità dei temi trattati che hanno spaziato dalla microfluidica alla biologia, dalla chimica al caos quantico, dalle neuroscienze alle reti complesse, dall'ottica alla geofisica e vulcanologia. Il congresso è stato anche l'occasione per la celebrazione del venticinquesimo compleanno del circuito di Chua con un intervento dell'inventore stesso e una sessione dimostrativa organizzata dagli studenti della Facoltà.
Infine, voglio citare la presenza di un gruppo di giovanissimi appassionati di caos sperimentale, studenti del liceo scientifico Leonardo di Giarre, che dopo aver sentito parlare di complessità nell'ambito di un progetto di disseminazione scientifica dal titolo "Viaggio all'interno dei Sistemi Complessi tra interdisciplinarità e nuove tecnologie" coordinato dal prof. Fortuna, hanno proposto un loro esperimento, un pendolo caotico realizzato con entusiasmo e rigore scientifico. Il caos sperimentale, anche affrontato con il giusto rigore, evidentemente affascina persone di tutte le età.
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