Fisica nella Fantascienza: MATRIX

MATRIX – “libera la mente”

di SARA BACOCCOLI

Il codice sorgente del software di Matrix

Fra i numerosi film di fantascienza visti ho scelto di recensire il film Matrix. Questo perché, oltre ad essere ovviamente un bel film, apre svariati scenari di riflessione in molte discipline del sapere, fra cui quello della fisica.

Fisica o fantafisica?

Partiamo da un punto: i film di fantascienza, già per definizione, sono autorizzati a non seguire sempre e precisamente le leggi della fisica, altrimenti si chiamerebbero film di scienza o documentari, per esempio; qualcosa di inventato ci deve pur essere!

Diciamo piuttosto che ruotano attorno alla fisica: quando possono giocano secondo le regole, altre volte - molto spesso - se ne discostano in modo più o meno grave.

Questo succede perché i film sono dei racconti, delle storie la cui trama deve piacevolmente intrattenere, catturare l’attenzione dello spettatore sbalordito, e, diciamolo pure, incassare al botteghino.

Se, per esempio, l’eroe di turno, seppur impavido e dal fisico prestante, spicca un salto da fermo per acciuffare l’alieno nemico già a distanza, non potrà mai fare un salto “normale” perché l’alieno scapperebbe senz’altro. Ed ecco allora che la legge di gravità, così come la conosciamo nella realtà, viene sacrificata: in un battito di ciglia il nostro riesce a alzarsi in alto di 10 metri, a coprirne in lungo 15 e ricadere a terra avendo nel frattempo sguainato e attivato la spada laser con la quale ha diviso in due il nemico prima ancora di toccare di nuovo il suolo. Il tutto senza neanche una storta.

[applausi e urla in tutta la sala]

La trama del film

Thomas Anderson, altrimenti conosciuto come Neo, è un programmatore e un virtuoso cittadino di giorno, mentre di notte è un pericoloso hacker. A causa dei suoi illeciti, è tenuto sotto osservazione dagli agenti Smith, Brown e Jones, che gli inseriscono una cimice nel corpo per controllarlo.

Incontra un'altra hacker, Trinity, che gli propone di seguirlo per conoscere il suo capo Morpheus, il quale gli spiegherà tutto riguardo ad una realtà chiamata Matrix.

Neo accetta incuriosito, e Trinity, dopo averlo liberato dalla cimice, lo conduce da Morpheus, il quale lo pone di fronte ad una scelta: continuare a vivere la vita come l'ha conosciuta fino a quel momento, oppure scoprire la verità.

Morpheus offre due pillole: verità o illusione?

Neo decide di rischiare e si risveglia in una realtà totalmente diversa, un mondo post-apocalittico del XXIII secolo.

In questa sconcertante realtà le macchine hanno preso il sopravvento e utilizzano gli uomini come fonte di energia (non potendo più utilizzare la luce solare, ormai oscurata), coltivandoli in uteri artificiali collegati a cavi elettrici che li tengono vivi e cerebralmente attivi.

Così tutti gli esseri umani sono inconsapevolmente intrappolati in una vita simulata e programmata da un'intelligenza artificiale chiamata Matrix, grazie alla quale nascono, crescono e muoiono in una realtà virtuale.

Morpheus è il capo di alcuni ribelli che combattono le macchine e cercano di risvegliare l'umanità per insorgere contro gli oppressori, viaggiando a bordo dell'hovercraft Nabucodonosor.

Morpheus crede di aver finalmente trovato in Neo "l'Eletto", cioè colui che secondo la profezia dell'Oracolo sarà in grado di codificare Matrix e di distruggerla, liberando così tutti gli esseri umani; Neo dovrà così avventurarsi in questa nuova e difficile realtà, cercando di trovare la sua strada e la sua missione, misurandosi con i suoi limiti e i suoi dubbi, provando a capire di chi e di che cosa si può veramente fidare.

Chi non avesse ancora visto il film può leggere la trama dettagliata, oppure guardare il trailer seguente.

La fisica nel film

Matrix non fa eccezione alle caratteristiche del genere di cui fa parte, infatti nel film molte regole della fisica vengono piegate alle esigenze di copione. E non dobbiamo stupirci neanche troppo di questo fatto, visto che la particolarità di questa storia sta nel creare una sorta di film nel film, ovvero nel presentarci due “mondi” diversi coesistenti: uno reale e uno virtuale nel quale tutto può diventare possibile, modifiche alle leggi della fisica comprese.

La legge di gravità – Funziona, ma solo quando è necessario. Tutti i personaggi sembrano essere influenzati dalla forza gravitazionale che li tiene sulla superficie della Terra, sebbene alcuni possono semplicemente ignorarla o alterare i suoi effetti.

Il salto di Morpheus nella simulazione
Il moto del proiettile e il tempo di risposta umano – Nella (nostra) realtà il moto di un proiettile è regolato da molti fattori, come per esempio dalle sue dimensioni, dalla sua forma e dalla resistenza posta dall’aria, che rallenta il proiettile e diminuisce la sua distanza di viaggio.

Il tempo di risposta, negli esseri umani è il tempo che intercorre tra il momento in cui l’apparato nervoso viene sottoposto ad uno stimolo e il momento in cui si organizza la risposta a tale stimolo.

Nella famosa scena di Matrix dove Neo riesce a schivare dei proiettili piegandosi all’indietro, viene trascurato il fatto che il nostro eroe non abbia avuto tempo sufficiente per organizzare una risposta al pericolo, né tantomeno per effettuarla. Infatti da alcuni studi si evince che gli esseri umani non hanno il tempo di reagire a un proiettile che viene sparato direttamente contro di loro da meno di 15 metri di distanza, cosa che invece accade nel film.

Neo riesce a schivare i proiettili
La prima legge della dinamica - La prima legge della dinamica di Newton afferma che ogni oggetto in uno stato di quiete o di moto uniforme tende a mantenere il suo stato originale a meno che non sia soggetto ad una o più forze esterne.

Nel film i proiettili che si fermano sospesi a mezz'aria violano sia le regole della legge di gravità sia la prima legge di Newton: sono i pensieri di Neo da soli a fermare i proiettili, e non l’intervento di una forza. [E un po’ se ne stupisce pure lui]

Neo ferma i proiettili e ne prende uno in mano
La conservazione dell’energia – Per il primo principio della termodinamica l’energia interna di un sistema termodinamico isolato è costante. L'energia non si crea né si distrugge, ma si trasforma passando da una forma ad un'altra: l'energia può essere trasformata in calore, per esempio.

Nel caso di Matrix, gli umani inizialmente cercano di vincere la guerra contro le macchine con una mossa non particolarmente felice: oscurano il cielo per impedire al nemico di sfruttare l'energia solare. Ma oscurare il cielo significa far morire le piante e spezzare quindi la catena alimentare, condizione in cui difficilmente l’umanità potrebbe sopravvivere.

Le macchine tuttavia non vogliono essere da meno (!) e progettano la loro contromossa: usare gli umani come fonte di energia.

Peccato, però, che gli esseri umani non creino affatto energia.

L'energia non viene mai creata ma solamente trasformata da un tipo all'altro. In questi passaggi ci sono sempre delle inefficienze che fanno perdere dell'energia sotto forma di calore.

Ad esempio, in un motore a scoppio non tutta l'energia chimica contenuta nel carburante viene trasformata in energia che mette in movimento l'automobile. Una parte di energia viene "sprecata" per vincere gli attriti interni del motore, gli attriti dell'auto con l'aria e degli pneumatici con la strada.

Funzionamento del motore a 4 tempi

La stessa cosa succede per gli esseri viventi. Noi non produciamo energia, piuttosto abbiamo bisogno di energia che prendiamo dal cibo per rimanere in vita.

Inoltre, a differenza di un'automobile, che, se viene lasciata ferma non consuma carburante, noi, anche nel caso in cui rimanessimo immobili tutto il giorno, consumeremmo comunque una certa quantità di energia necessaria a far funzionare i nostri processi vitali: circolazione del sangue, respirazione, digestione, funzionamento dell'apparato nervoso.

Questo dispendio energetico si chiama metabolismo basale e rappresenta il 60/75 % dell'energia che consumiamo ogni giorno. Le macchine non avrebbero alcuna possibilità di estrarre energia dagli umani: il processo di creazione del cibo necessario a mantenerci in vita richiederebbe più energia di quella poi ricavata dai nostri corpi.

Lo scenario descritto nel film è analogo alla realizzazione di un moto perpetuo di prima specie: un motore che continua a produrre lavoro senza che venga fornito di energia proveniente dall'esterno.

Un po' come se cercassimo di far funzionare un motore elettrico usando come fonte di energia una lampadina e una cellula fotovoltaica in questo modo:
1. la lampadina crea della luce che illumina la cella fotovoltaica
2. dalla cella fotovoltaica ricaviamo energia
3. parte dell'energia la usiamo per far andare la lampadina e parte per far andare un motore elettrico.
Lampadina che illumina la cella fotovoltaica

Ma se questo si potesse fare avremmo risolto i nostri problemi energetici da molto tempo.

Conclusioni

Matrix è indubbiamente un film di una certa caratura con miriadi di riferimenti e spunti di riflessione; forse un film che pochi eletti (semicit.) possono comprendere e gustare in pieno al di là della trama distopica. I più attenti e coloro che conoscono le leggi della fisica avranno degli strumenti in più per riconoscere quando e come queste vengono alterate, ma soprattutto vedranno nell’insieme più della somma delle sue parti.

Comunque e al di là di tutto, Matrix rimane sempre un gran bel film da vedere; basta semplicemente “liberare la mente”.