La teoria del caos è legata al nome di Edward Norton Lorenz. Eppure ci sono due donne dimenticate in questa storia. Ce ne parla Marco Menale.

La teoria del caos è uno dei principali argomenti di ricerca degli ultimi anni.  Lo troviamo in tanti fenomeni. Ma sono i modelli meteorologici l’origine di questa storia. Nel 1963 il meteorologo statunitense Edward Norton Lorenz scopre il caos dalle simulazione numeriche di un sistema di equazioni differenziali. E per primo lo descrive nell’articolo “Deterministic nonperiodic flow”. Tuttavia ci sono due donne dimenticate in questa storia.

Daniel Rothman è un geofisico del MIT-Lorenz Center. Nell’autunno del 2017 sta organizzando una conferenza in onore di Lorenz, scomparso nel 2008. Decide di concentrarsi proprio sul famoso articolo del 1963. Ma una frase dei ringraziamenti lo colpisce:

Uno speciale ringraziamento va a Miss Ellen Fetter per aver gestito i tanti calcoli numerici.

“Chi è Ellen Fetter?”, si chiede Rothman. E comincia una difficile ricerca.

La risposta arriva da un registro di matrimoni del 1936. Ellen Fetter sposa il fisico John Gille. E dal loro matrimonio nasce Sarah Gille, ora oceanografa alla University of California, San Diego. Allora Rothman decide di telefonare a Sarah. E così scopre del ruolo avuto da Ellen Fetter nelle scoperte di Lorenz. Ma emerge anche il nome di un’altra scienziata in questi esperimenti: Margaret Hamilton. Ed anche Lei è ringraziata da Lorenz in un lavoro (in figura 1 i ringraziamenti).

 

Rothman ripercorre la storia. Siamo negli anni ’50 al MIT. Lorenz sta sviluppando modelli meteorologici per simulare il movimento di masse d’aria. Scrive un sistema di 12 equazioni differenziali. E utilizza il calcolatore LGP-30 per le simulazioni numeriche. Nel 1959 arriva al MIT una giovane matematica e si interessa di programmazione. Aiuta Lorenz a compilare le schede perforate da dare in pasto al calcolatore. Quella donna è Margaret Hamilton.

Il calcolatore lavora con 6 cifre decimali. Ma solo 3 sono stampate per motivi di spazio. Un giorno Lorenz avvia un esperimento e lo interrompe poco dopo. Allora lo riavvia usando come dato iniziale quello stampato in precedenza. E osserva qualcosa di strano. Al crescere delle simulazioni, i valori dei due esperimenti si allontano con velocità esponenziale. Hamilton e Lorenz stanno osservando il caos deterministico. Piccoli errori sul dato iniziale diventano grandi errori sulle soluzioni.

Nel 1961 Margaret Hamilton smette di lavorare con Lorenz. Ma un’altra giovane matematica arriva al MIT per lavorare con il calcolatore LGP-30: Ellen Fetter. Lorenz le da un manuale per programmare. Ellen sviluppa simulazioni numeriche del moto di una particella soggetta a moti convettivi. I risultati ottenuti sono notevoli. E Lorenz li utilizza per i suoi modelli meteorologici, mentre Ellen Fetter lascia il suo incarico

Lorenz continua a lavorare ai modelli meteorologici. E riduce il sistema di partenza ad uno di sole tre equazioni differenziali. La natura caotica resta verificata. Ma Lorenz osserva qualcosa in più. Dati iniziali diversi producono soluzioni diverse. Tuttavia queste soluzioni si muovono lungo una figura a forma di farfalla. È il famoso attrattore di Lorenz (figura 2).

Ed eccoci all’articolo del 1963. Nel 1972 Lorenz intitola con successo una sua conferenza “Può il batter d’ali di una farfalla in Brasile provocare un tornado in Texas?”. La teoria del caos attraversa il mondo scientifico. Infatti nel 1987 lo storico James Gleick  pubblica il libro “Caos. La nascita di una nuova scienza”. E la comunità scientifica celebra Lorenz come ideatore. Ma per mezzo secolo abbiamo dimenticato il nome di due donne.