FENOMENI DI SINCRONIZZAZIONE
La storia della sincronizzazione risale al 17° secolo quando il famoso scienziato
olandese Christiaan Huygens riportò le sue osservazioni sulla sincronizzazione di
due orologi a pendolo che aveva appena inventato.
Questa invenzione di Huygens incrementò significativamente la accuratezza della
misura del tempo, e lo aiutò ad affrontare il problema della longitudine. Infatti,
durante una esperienza in mare, egli osservò il fenomeno che descrisse brevemente
nelle sue memorie Horologium Oscillatorium (l’orologio a pendolo, o Dimostrazioni
Geometriche concernenti il Moto dei Pendoli Applicati ad Orologi):
‘É il caso di notare che quando noi sospendiamo due orologi agganciati a due ganci
inseriti nella stessa barra di legno, i moti di oscillazione in controfase di ciascun
pendolo erano così in accordo che essi mai andarono in reciproco ritardo ed il suono
di ciascuno era sempre sentito assieme. In aggiunta, se questo accordo era
disturbato da una qualche interferenza, si ristabiliva in un breve tempo. Per lungo
tempo fui stupito da questo risultato inaspettato, ma dopo una attenta analisi scoprii
alla fine che la causa di ciò è dovuta al moto della barra, anche se quasi
impercettibile.’
Secondo una lettera di Huygens a suo padre, la osservazione della sincronizzazione
fu fatta quando Huygens era malato e rimase a letto per un paio di giorni osservando
due orologi appesi ad una parete. Curiosamente, nella descrizione della scoperta del
fenomeno, Huygens scrisse a sulla ‘simpatia tra due orologi’ (le phénomène de la
sympathie, sympathie des horloges). Oltre ad una descrizione esatta, egli fornì
anche una brillante spiegazione qualitativa su questo effetto di mutua
sincronizzazione; egli comprese correttamente che la conformità dei ritmi dei due
orologi era causata da un moto impercettibile della barra. Con terminologia
moderna, questo significherebbe che gli orologi erano sincronizzati in controfase a
seguito dell’accoppiamento attraverso la barra.
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A metà del diciannovesimo secolo, nel suo famoso trattato ‘La Teoria del Suono’,
Lord Rayleigh descrisse un interessante fenomeno di sincronizzazione di sistemi
acustici:
‘Quando due canne di organo della stessa tonalità sono poste una accanto all’altra,
derivano complicazioni che abbastanza frequentemente creano in pratica dei
problemi.
In un caso estremo, le canne possono ridursi vicendevolmente al silenzio. Anche
quando la influenza reciproca è moderata, può ancora essere tale da forzare le
canne a suonare assolutamente all’unisono, nonostante le piccole inevitabili
differenze’.
Quindi, Raylegh osservò non solo la mutua sincronizzazione quando due canne
distinte ma simili incominciano a suonare all’unisono, ma anche l’effetto correlato di
spegnimento della oscillazione, quando l’accoppiamento causa una soppressione
delle oscillazioni di sistemi interagenti.
Citiamo inoltre il fisico olandese Emgelbert Kaempfer che, dopo il suo viaggio in
Tailandia nel 1680, scrisse:
‘Le lucciole ... rappresentano un altro spettacolo, quando si posano su alcuni
alberi, come una nuvola ardente, con la sorprendente circostanza che un intero
sciame di questi insetti, avendo preso possesso di un albero ed espandendosi sui
suoi rami, talvolta nascondono la loro luce tutti assieme, e un momento dopo la
fanno apparire nuovamente con la massima regolarità ed esattezza ...’
Questa osservazione molto precoce parla di sincronizzazione in una vasta
popolazione di sistemi oscillanti. Lo stesso meccanismo fisico che fa in modo che
gli insetti mantengano un sincronismo, è responsabile dell’emergere di applausi
sincronizzati in un vasto pubblico o dell’affermarsi di ritmi in popolazioni neurali.
Diventò gradualmente chiaro che diversi effetti che a prima vista nulla hanno in
comune, obbediscono a una qualche legge universale. Una larga quantità di
ricerche eseguite da matematici, ingegneri fisici e scienziati in campi differenti,
hanno portato allo sviluppo di una comprensione che può essere inclusa in una
comune struttura interpretativa.
Lord Rayleigh descrisse un interessante fenomeno di sincronizzazione di sistemi
acustici:
‘Quando due canne di organo della stessa tonalità sono poste una accanto all’altra,
derivano complicazioni che abbastanza frequentemente creano in pratica dei
problemi.
In un caso estremo, le canne possono ridursi vicendevolmente al silenzio. Anche
quando la influenza reciproca è moderata, può ancora essere tale da forzare le
canne a suonare assolutamente all’unisono, nonostante le piccole inevitabili
differenze’.
Quindi, Raylegh osservò non solo la mutua sincronizzazione quando due canne
distinte ma simili incominciano a suonare all’unisono, ma anche l’effetto correlato di
spegnimento della oscillazione, quando l’accoppiamento causa una soppressione
delle oscillazioni di sistemi interagenti.
Citiamo inoltre il fisico olandese Emgelbert Kaempfer che, dopo il suo viaggio in
Tailandia nel 1680, scrisse:
‘Le lucciole ... rappresentano un altro spettacolo, quando si posano su alcuni
alberi, come una nuvola ardente, con la sorprendente circostanza che un intero
sciame di questi insetti, avendo preso possesso di un albero ed espandendosi sui
suoi rami, talvolta nascondono la loro luce tutti assieme, e un momento dopo la
fanno apparire nuovamente con la massima regolarità ed esattezza ...’
Questa osservazione molto precoce parla di sincronizzazione in una vasta
popolazione di sistemi oscillanti. Lo stesso meccanismo fisico che fa in modo che
gli insetti mantengano un sincronismo, è responsabile dell’emergere di applausi
sincronizzati in un vasto pubblico o dell’affermarsi di ritmi in popolazioni neurali.
Diventò gradualmente chiaro che diversi effetti che a prima vista nulla hanno in
comune, obbediscono a una qualche legge universale. Una larga quantità di
ricerche eseguite da matematici, ingegneri fisici e scienziati in campi differenti,
hanno portato allo sviluppo di una comprensione che può essere inclusa in una
comune struttura interpretativa.
