Molto rumore per... tutto
Sabato scorso, in giro per il centro città tra decine dei migliaia di persone uscite per lo shopping, mi resi conto di quanto fosse fastidioso quel rumore di sottofondo – causato dal chiacchiericcio delle persone – quando tentavo di comprendere cosa mi stesse dicendo il mio amico a pochi metri di distanza da me. Mi vennero allora in mente tutti i trucchi immaginati, nel corso degli anni, per eliminare i disturbi indesiderati.
Contrariamente a quanto ci si potrebbe aspettare, però, gli sforzi maggiori non si sono concentrati tanto sulla difesa dai rumori acustici, quanto ad altri tipi di “rumore” riguardanti, soprattutto, dispositivi elettronici. In un qualsiasi circuito elettrico, infatti, ogni corrente che vi circola, diversa da quelle previste per il regolare funzionamento del dispositivo, costituisce un disturbo o “rumore”. Lo studio di questo ha importanza soprattutto per gli apparati che trasmettono o elaborano qualsiasi tipo di informazione (radio-telecomunicazioni, dispositivi di controllo, calcolo, ecc.), poiché in questi apparati il segnale che porta l'informazione può essere mascherato o distorto dal rumore, proprio come avveniva quando parlavo con il mio amico. Nella maggioranza dei casi quindi il rumore rappresenta un problema.
Molto di recente, però, mi ha colpito assai come il “rumore” in un dato processo non solo non abbia conseguenze negative, ma addirittura possa giocare un ruolo determinante: è il caso del “rumore demografico”. Vediamo di cosa si tratta. In molti studi collegati alla genetica si cerca di stabilire le modalità con cui date caratteristiche genetiche sono trasmesse dai genitori ai figli, oppure su come esse cambiano da un dato territorio ad un altro. Ad esempio, si può studiare come viene trasmesso il colore della pelle ai propri figli, oppure come esso possa cambiare quando si passa da un continente ad un altro. In tali studi, innanzitutto si devono ottenere dei dati che rilevino e quantifichino la data diversità genetica (per esempio, quanti uomini o donne di colore nero o giallo vi sono in Europa, quanti derivano da genitori di colore diverso, ecc.), per poi analizzare tali dati e costruire un modello matematico che spieghi e preveda alcune caratteristiche (perchè in Europa ci sono più bambini che adulti neri? Ecc.).
Al pari di molti esperimenti, anche in queste rilevazioni è presente un “rumore”: intorno ad un valore stabile per l'abbondanza di una data popolazione (quanti adulti o bambini neri sono presenti in Europa) vi sono delle piccole fluttuazioni, la cui descrizione richiede ad esempio la conoscenza del tasso di natalità e di mortalità della data popolazione, o anche eventi di “predazione” (per esempio, in senso lato, bambini europei neri adottati in America). Naturalmente, tali fluttuazioni sono minori se si considerano popolazioni più grandi, poiché diminuiscono casi specifici “fuori media” (la percentuale di casi di adulti super-riproduttivi o di bambini morti prematuramente, per esempio, è minore se si considera un maggior numero di individui della popolazione), ma in generale tali fluttuazioni sono sempre presenti. Esse costituiscono un “rumore demografico”, poiché disturbano il “segnale” principale che si vuole studiare (quanti adulti o bambini neri sono presenti in una data popolazione), per cui in questa accezione costituiscono certamente un problema di cui tener conto: se tali fluttuazioni sono troppo grandi, esse potrebbero addirittura portare ad estinzione di date specie (scomparsa di gente di colore in Europa).
Usualmente, però, tali fluttuazioni tendono ad “annullarsi” tra di loro, e la popolazione resta uniformemente diffusa (se in un certo periodo c'è un aumento del tasso di natalità, in un altro ci può essere un incremento del tasso di mortalità, e le cose si equilibrano). Questo caso (rumore debole) si verifica quando il numero di individui della data popolazione aumenta, ma il tasso di diffusione della data fluttuazione rimane costante (uguale aumento del tasso di natalità e di mortalità). Tuttavia, di recente è stato dimostrato che vi può essere anche un caso diverso, in cui le fluttuazioni si amplificano tra di loro, portando non ad una estinzione di una data specie (che è il caso che ci si potrebbe attendere più facilmente), ma addirittura alla formazione spontanea di nuove e ben definite specie. Questo caso (rumore forte) si verificherebbe quando il numero di individui diminuisce, e il tasso di diffusione delle fluttuazioni non rimane costante, ma aumenta proporzionalmente.
Tale risultato ha delle conseguenze molto intriganti, che trascendono i semplici esempi considerati sopra, riguardanti esseri umani. Infatti, gli organismi appartenenti a raggruppamenti particolari (o taxa) con popolazioni globali molto grandi come batteri, foraminiferi, ecc., possono formare solo nuove specie ecologiche molto “slegate” tra di loro, che potrebbero anche essere difficili da distinguere. Al contrario, le dimensioni (relativamente) minori comuni alle popolazioni di grandi creature, implica la formazione spontanea di ben definite specie. Prima di tale scoperta, si riteneva che la formazione di nuove specie di organismi derivasse dalla competizione tra le specie preesistenti, in lotta tra di loro per la limitatezza delle risorse disponibili, che quindi favoriva l'aggregazione di gruppi strettamente legati da una data caratteristica (ad esempio, l'abilità di procacciarsi un dato cibo). Con i nuovi risultati (teorici), invece, si aprono evidentemente delle nuove strade per la comprensione dell'evoluzione delle diverse specie di organismi.
La passeggiata per il centro città dello scorso sabato non è stata poi così fastidiosa. Anche se un minor numero di persone rumorose avrebbe certamente favorito la formazione di una nuova specie: gli shoppers con un udito migliore!
S. Esposito, fisico
Per i più esperti, si può leggere l'articolo originale (in inglese).
Per approfondimenti sul rumore termico vedi qui.