Hollywood bocciata in fisica: Matrix e il moto perpetuo

Il film Matrix del 1999 è stato uno dei maggiori successi di sempre del genere fantascientifico, apprezzato dal pubblico e dalla critica, ha vinto numerosi premi cinematografici tra cui 4 Oscar.

Come molti sanno la trama racconta di un futuro distopico nel quale le macchine hanno preso il sopravvento sugli uomini e li mantengono in vita in uno stato vegetativo. Le persone credono di vivere una vita normale mentre in realtà vivono nella simulazione di un programma informatico chiamato Matrix.

Un gruppo di ribelli che vive nel mondo reale contatta l’hacker Neo nella realtà simulata per aiutarli nella loro battaglia contro Matrix.

Neo sceglie di essere risvegliato dalla simulazione e si unisce ai ribelli.

In una scena del film il capo dei rivoltosi Morpheus spiega a Neo come l’umanità è stata soggiogata dalle macchine.

MORPHEUS: Sei vissuto in un mondo fittizio, Neo. Questo è il mondo che esiste oggi. Benvenuto nella tua desertica nuova realtà. Abbiamo pochi bit, brandelli d’informazione. Ma quello che sappiamo per certo è che un bel giorno, all’inizio del Ventunesimo secolo, l’umanità intera si ritrovò unita all’insegna dei festeggiamenti. Grande fu la meraviglia per la nostra magnificenza mentre davamo alla luce I.A.

NEO: I.A. Vuol dire Intelligenza Artificiale.

MORPHEUS: La cui sinistra coscienza produsse una nuova generazione di macchine. Ancora non sappiamo chi colpì per primo, se noi o loro. Sappiamo però che fummo noi ad oscurare il cielo. A quell’epoca loro dipendevano dall’energia solare, e si pensò che forse non sarebbero riuscite a sopravvivere senza una fonte energetica abbondante come il sole. Nel corso della storia il genere umano è dipeso dalle macchine per sopravvivere. Al destino, come sappiamo, non manca il senso dell’ironia. Un corpo umano genera più bioelettricità di una batteria da 120 volt, ed emette oltre sei milioni di calorie. Sfruttando contemporaneamente queste due fonti, le macchine si assicurarono a tempo indefinito tutta l’energia di cui avevano bisogno. Ci sono campi, campi sterminati dove gli esseri umani non nascono: vengono coltivati.

Da un punto di vista scientifico la cosa più insensata è la scelta degli umani di “oscurare il cielo” per impedire alle macchine di sfruttare l’energia solare.

Oscurare il cielo significa far morire le piante e le alghe, gli esseri viventi che sono in grado di sintetizzare composti organici a partire da quelli inorganici e che stanno alla base della catena alimentare. Eliminando le piante dalla terra difficilmente l’umanità potrebbe sopravvivere… non una mossa particolarmente geniale!

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

Peccato 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 di movimento dell’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.

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.

Non solo… a differenza di un’automobile, che se viene lasciata ferma non consuma carburante, noi anche se rimaniamo immobili tutto il giorno, consumiamo una certa quantità di energia necessaria a far funzionare i processi vitali: circolazione del sangue, respirazione, digestione, funzionamento dell’apparato nervoso.

Questa energia 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.

A pensarci bene 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

Se questo si potesse fare avremmo già risolto i nostri problemi energetici da molto tempo!

Dal film possiamo quindi trarre due conclusioni:

1. le macchine creano piani stupidi almeno quanto quelli degli umani
2. le macchine non hanno studiato bene la termodinamica e le sue conseguenze pratiche

A presto con la prossima puntata della fisica di Hollywood!

Di seguito i link agli articoli precedenti per chi se li fosse persi:

Hollywood bocciata in fisica: le decelerazioni mortali

Hollywood bocciata in fisica: i Simpson e la forza di Coriolis