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Meaning of Butterfly Effect: effetto farfalla di Edward Lorenz

Può il battito di una farfalla nello Sri Lanka causare un uragano negli Stati Uniti?

Meaning of Butterfly Effect. In un sistema non deterministico, piccoli cambiamenti possono portare a conseguenze totalmente divergenti. 

Meaning of Butterfly Effect. Può il battito di una farfalla nello Sri Lanka causare un uragano negli Stati Uniti? Analizziamo la teoria di Edward Lorenz e l’effetto farfalla da un punto di vista scientifico: cosa è vero e cosa è un mito, esiste un vero rapporto causa-effetto e che dire della teoria del caos?

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“Il battito d’ali di una farfalla può essere percepito dall’altra parte del mondo”. Questo proverbio cinese è all’origine, insieme alle ricerche del matematico e meteorologo Edward Lorenz, di una delle teorie fisiche più cinematografiche: l’effetto farfalla. Secondo questo concetto legato alla teoria del caos, lo sbattere di un insetto a Hong Kong può scatenare una tempesta a New York. Ma è possibile che il battito di una farfalla nello Sri Lanka possa scatenare un uragano negli Stati Uniti?

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In un sistema non deterministico, piccoli cambiamenti possono portare a conseguenze totalmente divergenti. Una piccola perturbazione iniziale, attraverso un processo di amplificazione, può generare un effetto considerevole nel medio e breve termine. Il movimento disordinato delle stelle, lo spostamento del plancton nei mari, il ritardo degli aerei, la sincronizzazione dei neuroni: sono tutti sistemi caotici o “dinamici non lineari”.

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Meaning of Butterfly Effect. La teoria del caos e l’effetto farfalla spiegano che qualcosa di complesso come l’universo (un sistema caotico flessibile) è imprevedibile. La teoria del caos spiega sistemi come l’atmosfera o le condizioni meteorologiche che rendono impossibile fare previsioni affidabili oltre i tre giorni, ed è particolarmente utile nello studio dei fenomeni sociali, che sono difficili da risolvere in termini di relazioni lineari di causa-effetto.


L’idea germinale dell’effetto farfalla è che una sequenza infinita di eventi, apparentemente innescati l’uno dall’altro, finisca per avere conseguenze del tutto imprevedibili. Se immaginiamo un universo diviso in due e in uno di essi introduciamo una variabile (ad esempio il sottile svolazzare di una farfalla o un cambiamento di cifre decimali), ogni parte di quell’universo reagirà in modo diverso ai cambiamenti e si evolverà in modo diverso e imprevedibile.

Piuttosto che al battito di una farfalla, alcuni ricercatori preferiscono riferirsi all’esperimento del doppio pendolo. Si tratta di due pendoli accoppiati, cioè di un pendolo attaccato all’estremità di un altro pendolo. Quando è uno solo, il movimento è abbastanza semplice, ma quando due pendoli oscillano, diventa imprevedibile e caotico.

Meaning of Butterfly Effect. Edward Lorenz, il padre della teoria del caos, considerava il tempo atmosferico un caso del genere, in quanto le condizioni iniziali non possono mai essere conosciute con precisione. Nel 1963, infatti, Lorenz stava conducendo una ricerca sulle previsioni meteorologiche utilizzando le equazioni del computer e decise di rivedere alcuni dei dati ottenuti. Mentre stava preparando una tazza di caffè (questo è letterale), il computer simulò per due mesi risultati che non erano affatto simili a quelli che aveva già. Da dove veniva l’errore? Un semplice arrotondamento.

Per semplificare le operazioni e poiché la stampante non accettava più di tre cifre decimali, Lorenz decise di ridurre da sei a tre le cifre decimali di uno dei parametri utilizzati per calcolare le previsioni (ad esempio: da 53,453765 chilometri orari passò a 53,453 chilometri orari). Il paradigma era chiaro: una variazione iniziale minima può produrre alterazioni a breve e medio termine. Lorenz pubblicò le conclusioni della sua scoperta sul Journal of the Atmospheric Sciences con il titolo “Deterministic non-periodic flow” nel 1963.

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Lorenz è stato il salto dalle leggi deterministiche di Newton e dall’applicazione delle equazioni alle simulazioni di oggi. L’astrofisica utilizza potenti computer per conoscere l’evoluzione dell’universo attraverso simulazioni che tengono conto di diversi elementi e modelli, ma in tutti gli esperimenti c’è sempre un’incertezza. La conseguenza pratica dell’effetto farfalla è che in sistemi complessi come il meteo o il mercato azionario è molto difficile fare previsioni certe, per questo si parla di probabilità.

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