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Pareidolia, sfingi e fluidodinamica

di Alberto Monte

  • Materie coinvolte: Fisica

La pareidolia è un processo cognitivo che ci induce a riconoscere oggetti noti in forme casuali, presenti in Natura ma non solo. La sfinge è una figura mitologica con la testa umana e il corpo di leone. Se non è difficile pensare a un legame tra pareidolia e sfinge – “riconoscere una sfinge in una forma casuale presente in Natura” – lo è certamente di più pensare a un legame tra queste e la fluidodinamica, ossia la branca della fisica che si occupa dello studio dei fluidi in movimento. Uno studio condotto da un gruppo dell’Università di New York ci rimanda invece a quella che possiamo considerare una affascinante “correlazione” tra queste tre parole.

 

1. La pareidolia

L’esistenza di una realtà oggettiva rappresenta un problema filosofico su cui l’uomo si lambicca da secoli ed è frutto di dibattiti, contrasti e speculazioni. Esula dai nostri scopi approfondire il tema; nondimeno, limitandosi a pensare alla nostra esperienza, possiamo dire che i nostri sensi, combinati con la nostra immaginazione, incidono significativamente su ciò che vediamo e percepiamo intorno a noi. Di fatto, c’è una “mediazione soggettiva” tra noi e il mondo, e a governare questa mediazione è la nostra mente.

Un esempio concreto è la pareidolia: in questo fenomeno, ciò che percepiamo con i nostri occhi si combina con la nostra immaginazione influenzando la nostra rappresentazione della realtà. Si tratta di un processo psichico che ci spinge a riconoscere forme o oggetti noti in forme casuali o indefinite, siano esse presenti in Natura o di origine artificiale.

Tutti, nell’arco della vita, prima o poi sperimentiamo la pareidolia: per esempio, alzando gli occhi al cielo mentre camminiamo in città ci capita di vedere l’immagine di un uccello nelle nuvole, oppure, durante una passeggiata in montagna, ci accorgiamo di vedere un volto nella corteccia di un albero o tra le rocce di una montagna [Figura 1].

Figura 1
Le rayon vert

Figura 1. Talvolta abbiamo l’impressione di distinguere un uccello o un altro animale tra le nuvole, oppure dei volti incastonati nelle cortecce degli alberi o nelle rocce delle montagne.

In un certo senso, il nostro cervello ci “trae in inganno”. Tuttavia, non sembra corretto pensare alla pareidolia come un difetto o un malfunzionamento della nostra mente. Anzi: si pensa che la pareidolia sia un meccanismo favorito dall’evoluzione, in quanto permetterebbe di individuare più facilmente dei pericoli. Se consideriamo i nostri antenati, infatti, è logico pensare che tornasse loro molto utile riuscire a individuare un predatore a partire da una semplice ombra o da un’immagine indefinita, anche a costo, in qualche caso, di vedere forme perfino dove non ci sono.

 

2. La Grande Sfinge di Giza

Il mondo è pieno di opere che recano testimonianza di epoche lontane e dei popoli che in quelle epoche hanno vissuto. Tra i lasciti più suggestivi troviamo le piramidi e le statue monolitiche egizie. Un esempio è la Grande Sfinge di Giza, che si trova sull’altopiano di Giza, sulla riva occidentale del Nilo [Figura 2].
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Figura 2. La Grande Sfinge di Giza. Sullo sfondo, è possibile apprezzare la piramide di Cheope.

Secondo le stime, la Grande Sfinge è stata costruita attorno al 2500 a.C. Non si tratta dell’unica sfinge egizia, ma è l’unica a essere “isolata” e non posta a guardia di una piramide; inoltre è la più grande: è lunga più di 73 metri, alta 20 e larga 19.

Studi fatti nel corso del Novecento hanno dimostrato che la composizione della Grande Sfinge è variabile: il monumento è formato da tre diversi strati rocciosi: lo strato inferiore è di pietra calcarea dura ma fragile, lo strato mediano è meno resistente, e non a caso presenta varie crepe, mentre quello superiore che compone la testa è di pietra calcarea dura e resistente, e non a caso è la parte meglio conservata.

 

3. La fluidodinamica

La classificazione più semplice della materia consiste nella suddivisione nei tre stati nei quali è solita presentarsi: solido, liquido e gassoso, quest’ultimo detto anche aeriforme. In verità, esistono anche altri stati fisicamente interessanti, soprattutto per la fisica moderna, come il plasma e il condensato di Bose-Einstein; tuttavia, si tratta di stati che si presentano solo in condizioni estreme e ben lontane dalla nostra quotidianità.

I liquidi e i gas rientrano a loro volta nella categoria dei fluidi, che sono sostanze che non possiedono un volume proprio: in termini semplici, ciò significa che quando un fluido viene messo all’interno di un recipiente assume la forma del recipiente stesso; al contrario, i solidi hanno una forma propria.

La fluidodinamica è la branca della fisica, e più nello specifico della meccanica dei fluidi, che si occupa di studiare il comportamento dei fluidi quando essi sono in movimento. Si tratta di una disciplina in cui entrano in gioco delle equazioni molto complesse, dette equazioni alle derivate parziali, fondamentale in molti campi, come per esempio l’astronautica [Figura 3], l’aeronautica, la meteorologia e l’oceanografia.
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Figura 3. Al Fluid Mechanics Laboratory dell'Ames Research Center della NASA vengono condotte ricerche all’avanguardia per ottenere modelli fluidodinamici associati al volo degli Space Shuttle (NASA).

4. Uno studio recente a cavallo tra fisica, geologia e storia

Recentemente Samuel Boury, Scott Weady, e Leif Ristroph, tre ricercatori dell’Università di New York, hanno pubblicato un articolo che rafforzerebbe le evidenze geologiche che suggeriscono che la Grande Sfinge non sia solamente opera dell’uomo. In principio sarebbe stato il vento a dare una forma che ricorda quella di una sfinge a un affioramento di roccia: gli Egizi, dunque, avrebbero semplicemente “rifinito una creazione del vento”.

L’articolo di Boury, Weady e Ristroph s’intitola Sculpting the Sphinx ed è stato pubblicato sulla Physical Review Fluids nel novembre di quest’anno. Boury, Weady e Ristroph hanno condotto degli esperimenti in laboratorio per replicare quello che accade alle rocce presenti nel deserto a seguito dell’esposizione prolungata al flusso del vento. Per farlo, hanno utilizzato dei blocchi di argilla, aventi una generica forma ellissoidale di partenza, e li hanno sottoposti a un flusso di acqua, atto a simulare l’azione del vento. Inoltre, per tenere traccia della diversa composizione rocciosa della Grande Sfinge, dimodoché il modello fosse il più possibile attinente alla realtà, hanno usato diverse tipologie di argilla, più e meno resistenti all’erosione causata dall’acqua. Ebbene, alla fine dell’esperimento i blocchi d’argilla hanno assunto una forma che, in effetti, ricorda un “abbozzo di sfinge” [Figura 4].
Figura 4

Figura 4. Una delle fasi dell’esperimento condotto da Boury, Weady e Ristroph. Si può notare come il flusso d’acqua, incidendo sul blocco di argilla, rivestito di una sostanza fluorescente, lo eroda creando una forma che ricorda quella di un leone o di un animale accovacciato.

Oltre a rappresentare un tassello importante in materia di pura ricostruzione storica, i risultati ottenuti da Boury, Weady e Ristroph hanno anche una chiara valenza scientifica, in particolare nel campo della geologia: infatti, possono fornire spunti di riflessione per comprendere meglio i meccanismi che portano alla formazione di specifiche strutture per mano dell’erosione causata dal moto dei fluidi.

 

Attività per la classe

La fluidodinamica ha un ruolo di prim’ordine in molti campi tecnologici e di ricerca, come per esempio l’aeronautica, la meteorologia e l’oceanografia. Applicazioni e fenomeni associati a queste discipline sono: il volo degli aerei, la formazione dei tornado, la formazione delle correnti oceaniche.

  1. Dividetevi in gruppi e scegliete uno dei temi sopra indicati o altri sullo stesso argomento.

  2. Fate una ricerca e preparate una breve presentazione, dando particolare rilevanza agli aspetti fisici che entrano in gioco. In aggiunta, potete realizzare un modello relativo all’argomento scelto con TinkerCAD o con uno strumento analogo.

  3. Ogni gruppo presenta il proprio lavoro alla classe.


 
Referenze
[1] https://journals.aps.org/prfluids/pdf/10.1103/PhysRevFluids.8.110503
[2] https://www.raicultura.it/scienza/articoli/2019/06/Le-neuroscienze-98639b5d-b78f-4177-bf2b-41321746692e.html
[3] https://it.wikipedia.org/wiki/Grande_Sfinge_di_Giza
[4] https://www.nasa.gov/

Crediti fotografici
Apertura – Foto di Pawel Czerwinski
Figura 1Dx – Foto di Caio Santos
Figura 2 – Foto di Lea Kobal
Figura 3 – NASA
Figura 4 – Samuel Boury, Scott Weady, Leif Ristroph, Sculpting the Sphinx (2023), Physical Review Fluids, https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.8.110503