La nascita del determinismo: come funziona la teoria del caos

Mar 02 2014
La teoria del caos è l'idea che l'universo ordinato e ossequioso che diamo per scontato possa essere l'eccezione alla regola. Ulteriori informazioni sulla teoria del caos.

Il 1600 godette di un'illuminazione lenta e costante mentre una raccolta di pensatori visionari portava ragione, forma e struttura ai grandi misteri del mondo. Per primo venne Johannes Kepler, l'astronomo tedesco che, nel 1609 e nel 1618, descrisse come i pianeti si muovessero in orbite ellittiche con il sole come punto focale dell'ellisse. Seguì poi Galileo Galilei, che diede un contributo fondamentale agli studi scientifici del movimento, dell'astronomia e dell'ottica per tutto il primo '600. Questi concetti e idee empiriche si unirono al pensiero inventivo di filosofi come René Descartes. Nel 1641 Cartesio pubblicò la sua Terza Meditazione, in cui discuteva del principio di causalità: "nulla viene dal nulla" o "ogni effetto ha una causa".

Tutte queste idee hanno posto le basi per Isaac Newton, le cui leggi del moto e della gravitazione hanno plasmato la scienza per i secoli a venire. Le leggi di Newton erano così potenti che, se fossi così incline, potresti usarle per fare previsioni su un oggetto lontano nel futuro, purché tu conoscessi le informazioni sulle sue condizioni iniziali. Ad esempio, potresti calcolare con precisione dove sarebbero i pianeti a centinaia di anni dalla data attuale, rendendo possibile presagire transiti, eclissi e altri fenomeni astronomici. Le sue equazioni erano così potenti che gli scienziati si aspettavano che nulla fosse al di là della loro portata. Tutto nell'universo potrebbe essere determinato - calcolato - semplicemente inserendo i valori conosciuti nel ben oliato macchinario matematico.

Tra la fine del XVIII e l'inizio del XIX secolo, un fisico francese di nome Pierre-Simon Laplace spinse il concetto di determinismo all'eccesso. Riassume così la sua filosofia :

Dobbiamo quindi considerare lo stato presente dell'universo come l'effetto del suo stato anteriore e come la causa di quello che deve seguire. Data per un istante un'intelligenza che potrebbe comprendere tutte le forze da cui è animata la natura e la rispettiva situazione degli esseri che la compongono - un'intelligenza sufficientemente vasta per sottoporre questi dati all'analisi - abbraccerebbe nella stessa formula i movimenti dei più grandi corpi dell'universo e di quelli dell'atomo più leggero; per essa nulla sarebbe incerto e il futuro, come il passato, sarebbe presente ai suoi occhi.

Usando questa nozione, il collega di Laplace, Urbain Jean Joseph Le Verrier, predisse correttamente il pianeta Nettuno nel 1846, basandosi non sull'osservazione diretta ma sull'inferenza matematica. L'inglese John Couch Adams aveva fatto la stessa previsione solo pochi mesi prima [fonte: StarChild Team ]. Altri risultati scientifici simili seguirono e alimentarono numerosi progressi tecnologici, dall'acciaio e dall'elettricità al telefono e al telegrafo, ai motori a vapore e alla combustione interna.

Ma il mondo strutturato e ordinato di Newton e Laplace stava per essere sfidato, anche se lentamente, in modo intermittente. I primi semi del caos furono piantati da un altro francese e con l'analisi di un sistema che avrebbe dovuto essere un gioco da ragazzi: il movimento dei pianeti.

Si arriva a un secondo concetto chiave: incertezza o errore scientifico. Anche i novellini Galileos accettano la presenza di incertezza durante le misurazioni, ma presumono anche di poter ridurre l'incertezza misurando le condizioni iniziali con crescente precisione. Gran parte della scienza del 19° e dell'inizio del 20° secolo si è occupata di migliorare la qualità delle apparecchiature di misurazione, il tutto alla ricerca del determinismo.

Il mito della misurazione

Due concetti importanti sono alla base della filosofia del determinismo. In primo luogo, per ogni dato sistema, le stesse condizioni iniziali producono sempre lo stesso risultato. Pensa a una partita a biliardo. Descrivi le condizioni iniziali del tavolo, quantifica la velocità e la traiettoria del pallino e puoi calcolare, usando solo la matematica, come apparirà il tavolo dopo un tiro. Prepara il tavolo esattamente allo stesso modo e colpisci il pallino nello stesso punto, con la stessa forza, e il risultato sarà lo stesso, senza eccezioni. Naturalmente, questo è più facile a dirsi che a farsi. Duplicare una serie di condizioni iniziali è complicato perché ci sarà sempre una leggera variazione nel modo in cui imposti il ​​tavolo.