domenica 1 maggio 2016

Quando un fisico va a vedere un film di zombie

Seconda puntata della saga "fisici al cinema".



Un po' di tempo fa avevo scritto un articolo che si intitolava "Quando un fisico va a vedere The Martian", dove raccontavo dei patemi che soffre chi conosce le leggi della fisica quando va a vedere film di fantascienza che si propongono come scientificamente rispettosi e invece non sempre lo sono. Era un articolo chiaramente ironico, soprattutto verso la categoria dei fisici a cui io stesso appartengo, e soprattutto voleva essere un semplice pretesto per parlare di fisica in modo diverso e scherzoso. 

Alcuni non l'hanno capito, e si sono indispettiti, accusandomi addirittura di essere malato di mente, dato che al cinema mi preoccupo di queste cose  invece di godermi il film. Ho imparato a mie spese che se provi a scherzare su scienza e fantascienza in una botta sola, è garantito che scateni "the revenge of the nerds"! Evidentemente l'ironia non è per tutti a questo mondo. Quindi voglio tranquillizzarvi in anticipo, e dirvi che quando vado a vedere un film di zombie non mi lascio angustiare dal fatto che potrebbe non rispettare le leggi della fisica e della biologia, e anzi, mentre lo guardo, magari mi ci appassiono pure.

Dico questo perché adesso voglio parlare di zombie, e del motivo per cui tutti i film su di loro compiono un'imperdonabile errore dal punto di vista scientifico.



I film di zombie hanno la caratteristica di essere sostanzialmente tutti uguali: c'è stata qualche catastrofe, tipo una guerra atomica, un virus del quale le multinazionali hanno perso il controllo, un'epidemia causata da uno sversamento di salumi per vegani negli acquedotti, insomma qualcosa che ha infettato l'umanità trasformando tutti gli umani in zombie. Tutti escluso uno sparuto gruppo di fortunati (si fa per dire), che per tutta la durata del film passano il tempo a nascondersi e scappare per non essere mangiati.

Gli zombie stessi hanno alcune caratteristiche di base comuni in tutti i film.

La prima è quella di essere lentissimi a muoversi. D'altra parte, essendo morti, un po' di ruggine ai legamenti si può anche capire. Suggerimento ai registi di film di zombie: fate un film in cui un gruppo di zombie sfonda le vetrine di una fabbrica di girelli per anziani, e grazie a questa nuova tecnologia imperversa facendo razzie, suscitando contemporaneamente l'invidia presso gli altri zombie, che sono costretti a muoversi in modo tradizionale, fino a scatenare una guerra intestina per il possesso dei girelli. Mettete un po' di pepe a questo genere, che ormai sta battendo la fiacca! Vuoi mettere l'effetto terrificante di un'orda di zombie che compare all'orizzonte bucando la nebbia e il fumo tipici delle città dell'era post-atomica, e avanza inesorabile verso gli umani aiutandosi col girello?

Ma la caratteristica scientificamente acclarata degli zombie è quella di avere una fame irrefrenabile di carne umana, di cui hanno disperatamente bisogno per vivere. Totalmente insensibili alla bellezza di un cielo stellato, refrattari a qualunque forma di cultura, disinteressati persino ai libri di Vespa e Pansa facilmente accaparrabili negli autogrill abbandonati che pullulano nei loro film, l'unico scopo dei morti viventi è quello di trovare qualche umano da mangiare. 

Mangiarsi a vicenda, infatti, fra gli zombie non serve, e non va bene neanche una piadina o una quattro stagioni: ci vuole carne umana. Però non serve neanche prendere un umano, tenerselo in casa e dargli un morsetto ogni tanto, perché è ben noto che se un uomo viene morso da uno zombie dopo un po' diventa zombie anche lui, andando ad alimentare la schiera di chi passa il tempo alla disperata ricerca di umani per mangiarseli.

E' a questo punto che lo spirito critico dello scienziato emerge con prepotenza e lo distrae dalla trama del film obbligandolo a chiedersi: ma come fanno gli zombie a non estinguersi? Come è possibile che esista una terra popolata praticamente da soli zombie? 

Sì perché questo va contro tutto quello che si sa dall'ecologia e dall'evoluzione, e che è ben descritto da equazioni matematiche anche piuttosto semplici. Si chiama ciclo preda-predatore (fonte). Vediamo.

Prendiamo un sistema ecologico semplificato, ad esempio la savana con gli gnu (le prede) e i leoni (i predatori). L'analogia con gli umani (le prede) e gli zombie (i predatori) è chiara. In questo sistema gli gnu per vivere mangiano il loro cibo (l'erba) facendosi gli affari loro, mentre i leoni, insensibili all'etica vegana, per vivere devono mangiare gli gnu.

Supponiamo che all'inizio ci siano solo gnu e niente leoni. Gli gnu vivono tranquilli, mangiano l'erba, nessuno li disturba e prosperano, sempre che ci sia abbastanza erba, ma supponiamo che ci sia. Ad un certo punto compaiono i leoni, che si trovano di fronte un bel po' di gnu, e non gli sembra vero di trovare un buffet così ben fornito. E avendo così tanto cibo a disposizione avranno la vita facile, e aumenteranno velocemente di numero.

Pero' ad un certo punto succede una cosa che i leoni non avevano calcolato, così presi dalla frenesia  del cibo facile: essendo diventati tanti, come ovvia conseguenza gli gnu cominceranno a diminuire fino a scarseggiare, e questo renderà la vita dei felini improvvisamente difficile. E il risultato è che il loro numero, fino a poco prima così abbondante, comincerà a diminuire. E' chiaro, no? C'è molta concorrenza per accaparrarsi il cibo, che è diventato poco, non basta per tutti, e quindi solo i migliori, i più forti, riescono a procacciarselo. Per tutti gli altri, per i leoni più imbranati, non c'è più spazio. E come conseguenza del calo del numero dei leoni, il numero degli gnu ricomincerà a crescere.quindi molti gnu fanno crescere il numero dei leoni, ma quando i leoni diventano tanti gli gnu diminuiscono, e questo si ripercuote sul numero dei leoni che diminuisce,ma la decrescita dei leoni dà tregua agli gnu che cominciano a ripopolarsi, e così via.

In un ciclo preda-predatore il numero delle prede dipende dal numero dei predatori e viceversa, e una variazione nel numero di una delle due specie influenza il numero dell'altra, e così via in modo reciproco. Le modalità di come questo avviene dipendono da quanto sono voraci e efficaci nella caccia i leoni, e da quanto sono bravi a scappare gli gnu. In ogni caso se i leoni fossero troppo voraci e infallibili nella caccia, o gli gnu fossero troppo tonti, il risultato è che il ciclo si interromperebbe: i predatori si mangerebbero tutte le prede e a quel punto si fotterebbero con le loro stesse zampe. Niente più gnu, niente più cibo e quindi estinzione per tutti.

Andamento teorico del numero di prede e predatori in un sistema ideale, secondo quanto previsto dalla matematica alla base del ciclo preda-predatore (fonte).
Ecco quindi che impariamo che un predatore troppo vorace e troppo efficiente sarebbe un facile candidato all'auto-estinzione. La selezione naturale ha penalizzato eventuali leoni con queste caratteristiche. Se mai sono esistiti, si sono fatti fuori da soli. Che spettacolo Darwin, eh? Come riesce a spiegare la natura in modo semplice e ovvio! La semplice esistenza di una specie è per forza di cose legata alla sua capacità di procacciarsi cibo, e allo stesso tempo anche di fa sì che il cibo di cui ha bisogno resti sempre disponibile. E questo si traduce in un rapporto ottimale tra leoni (predatori) e gnu (prede), numero che, se non intervengono cause esterne (eventi climatici, gli esseri umani...) oscillerà in modo naturale attorno a questo valore ottimale, in base a quanto previsto dal ciclo preda predatore.

Evoluzione nel tempo delle popolazioni della lince americana e della lepre nel parco nazionale di Denali, che mostra l'andamento tipico del ciclo preda-predatore (fonte).
E adesso veniamo ai nostri zombie. Gli zombie arrivano e si trovano gli umani, ovvero una disponibilità di cibo inizialmente illimitata. Ma quando si sono mangiati la maggior parte degli umani, cosa che allo stesso tempo incrementa sempre di più il loro numero, il cibo comincerà a scarseggiare, e per forza di cose i nostri morti viventi cominceranno a essere in difficoltà, rischiando di sparire. E quindi capiamo che un mondo popolato praticamente per intero da zombie, con solo un gruppetto di umani sopravvissuti, non potrebbe mai esistere. Ma su questo aspetto i registi di film di zombie glissano colpevolmente. Suggerisco quindi ai registi di film di zombie, oltre alla storia del girello, di aprire un nuovo filone in cui gli zombie diventano consapevoli del fatto che stanno per estinguersi, e cercano di organizzarsi razionando il cibo, il tutto condito da grandi tensioni e psicodrammi. Così, tanto per variare, perché diciamocelo, questi film di zombie oggi come oggi, oltre a non rispettare il ciclo preda-predatore, sono di una noia mortale. Ne hai visto uno, li hai visti tutti!




26 commenti:

  1. Io il tuo articolo su "The Martian" lo gradii sia come conenuti che come stile e soprattutto riconoscendone l'ironia... ma forse il problema è che sono un fisico anch'io e quindi capisco l'ironia di un altro fisico (mentre un non fisico lo prende alla lettera) ;-)

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    1. Io non sono un fisico (ma ho fisico! hihihi) ed ho colto l'ironia e gradito, come d'altra parte gradisco tutti gli articoli di Stefano.

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  2. Considerando in modo ironico basi biologiche appurate ci sarebbe pure un'altra alternativa, provo a spiegarla nel modo più sintetico possibile.
    La biologia insegna che ove ci siano risorse alimentari sovrabbondanti le specie stesse cominciano una forma di evoluzione tendente al gigantismo, questo è accaduto sia per gli erbivori che per i predatori. Erbivori giganti come il diplodoco li conosciamo tutti, ci sono stati anche predatori che si sono evoluti in forme giganti per poi estinguersi con il ridursi delle prede, tanto per citare un esempio il Phorusrhacidae (altrimenti conosciuto come uccello del terrore, ma questo non è un buon titolo per un film).
    Nello stesso modo la scarsità di alimentazione o il confinamento in un areale ristretto con pochi (o nulli) predatori porta a forme di nanismo, si veda l'isola del borneo con il rinoceronte nano, l'elefante pigmeo mentre l'orango è rimasto più o meno delle stesse dimensioni perchè sembra che abbia accesso ad un numero superiore di risorse alimentari.
    Come sarebbe il film con degli zombie giganti? Oppure ridotti al nanismo quando gli esseri umani cominciano a scarseggiare?

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  3. Beh, essendo già morti non dovrebbero correre il rischio di estinguersi; per quanto riguarda il discorso della fame di carne umana, considerala come una sorta di fame chimica post canna. ��

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  4. Mi dispiace, ma l'ironia in questi casi vale se ci sono argomentazioni scientifiche sensate, che in questo caso mancano.
    1)Non hai tenuto conto di quanto uno zombie possa resistere senza mangiare: piú l'infetto vive a lungo, piú avrá probabilitá di contagiare altre persone.
    2)Non hai tenuto conto delle probabilitá di infezione ad ogni contatto.
    3)Non hai tenuto conto del fatto che la velocitá di riproduzione della predatore é, nel caso degli zombie, maggiore di quella del preda.

    Infatti piú che un modello preda/predatore avresti dovuto usare i modelli che si usano per le epidemie, ma allo stesso tempo avresti dovuto far durare gli infetti a lungo, in modo tale che l'epidemia avesse molto tempo per contagiare gli altri. Le epidemie portano e possono portare all'estinzione di una intera popolazione, non estinguono l'umanità solo perché spesso sono geograficamente isolate e tendono ad uccidere l'ospite in fretta.

    @Montag L'evoluzione biologica funziona solo se c'é riproduzione. Non puoi selezionare l'agente infettante e poi venirmi a parlare dell'evoluzione dell'ospite.

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    1. Forse avrei dovuto semplicemente usare il fatto che le epidemi di zombie non esistono...

      Comunque l'articolo si basa sul fatto, scritto nell'articolo, che nei film il mondo è tipicamente tutto popolato da zombie escuso un manipolo di umani. Per quanto possano riprodursi in fretta (ammesso che uno abbia voglia di "riprodursi" con gli zombie tutto attorno che cercano di mangiarti) gli umani potrebbero fare poco. Dai film sembra poi che gli zombie non siano questi grandi digiunatori, considerando la loro incessante frenesia alimentare. E quindi resistono poco, sembra, senza manguiare. E, sempre dai film, tutti i film di zombie, l'infezione è veloce e avviene nel 100% dei casi. Poi certamente, avrei dovuto usare il modello per le epidemie, e avrei dovuto inserire tutte le condizioni esterne, che rendono il sistema tutt'altro che ideale. Ma lo scopo delll'articolo non era quello di fare un trattato sulle equazioni non lineari, ma di descrivere il loro funzionamento con un esempio semplice e ovviamente approssimato, usando una situazione a tutti nota (gli zombie) come pretesto. D'altra parte, se avessi voluto fare una cosa seria, non avrei scelto gli zombie come esempio!

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    2. Beh in teoria una cosa la puoi fare: aspettare che gli zombie muoiano tutti senza farti mangiare e poi ripopolare la terra.
      Gli zombie solitamente nei film vanno in una sottospecie di ibernazione quando non ci sono prede nei dintorni.

      Ok che hai usato un esempio semplice e fantascientifico, ma hai scelto lo stesso quello sbagliato. Sorry. :P

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    3. Mi sembra che ti sfugga il punto principale: non può esistere un sistema con 7 miliardi di predatori e una decina di prede. Cosa che invece avviene sistematicamente nei film di zombie. E se mai l'epidemia di zombie dovesse essere cos' veloce da arrivare in poco tempo a contagiare tutti gli umani fino a un simile sbilancio di numeri, vuol dire che igli zombie stessi si fotterebbero da soli. Se metti sette miliardi di lupi assieme a 10 pecore, i lupi si mangiano le 10 pecore e poi non hanno più niente da mangiare neanche loro. Invece il sistema, nella realtà, in generale reagisce molto prima di arrivare a un simile sbilancio fra prede e predatori, e la mancanza di prede dovrebbe influire sul numero di predatori controllandone il numero, cosa che invece i film di zombie ignorano sistematicamente. Poi mettersi a questionare su cosa potrebbero fare gli zombie e cosa gli umani per sopravvivere può essere divertente, ma non era questo l'intento dell'articolo, che aveva uno scopo molto più basic.

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    4. Sei tu che non puoi parlare di predatori e prede nel caso degli zombie. Si tratta di contagio non di un sistema preda predatore. Sono due contesti differenti che agiscono in modo differente.
      Gli zombie si fotterebbero da soli una volta che hanno contagiato tutti.
      Se i leoni si potessero riprodurre piú velocemente delle gazzelle tutte le gazzelle si estinguerebbero, ci sarebbe solo un mondo di leoni e poi anche questi scomparirebbero.
      Ma questo appena riportato non é un sistema preda/predatore.

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    5. Il sistema zombie-umani è un sistema preda predatore in cui la preda, invece di essere uccisa, diventa a sua volta predatore. Quindi agisce sul sistema forzandolo ulteriormente. Quindi semmai aumenta la velocità con cui il sistema stesso si evolve. Al contrario, in un sistema in cui avviene il contagio, la "preda" se sopravvive resta immune. Non è questo il caso zombie-umani, dove questo non accade. Il "contagio", nel caso degli zombie, significa che la preda non esiste più (muore!) e diventa predatore andando ad arricchire le fila di questi ultimi. Quindi questo non è affatto un sistema di diffusione di epidemia, dove il contagiato se non muore resta immune. E' a tutti gli effetti un sistema preda predatore, in cui in aggiunta il numero dei predatori aumenta arricchendosi di quelli che prima erano prede.

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    6. Fa una cosa, prendi una equazione Helter Skelter e fai si che la popolazione di predatori incrementi di 1 ogni volta che una preda viene uccisa.
      Vedi cosa accade.

      Stai confondendo le dinamiche di popolazione preda predatore con quella ospite agente infettante, é palese. E...no, un infetto infetta gli altri prima di morire. Piú l'infetto vive a lungo, piú infetta. Per ovvie ragioni la possibilità di sopravvivere e rimanere immune in questo caso non é presente, ma non lo é sempre anche nelle normali epidemie. In questo caso inoltre hai che l'infetto diffonda attivamente il contagio.

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    7. Rispondo anche a te come ad Anonimo qua sotto: l'assunzione di fondo, spiegata nell'articolo, è che gli zombie abbiano bisogno di mangiare gli uomini per "esistere", ammesso che abbia senso dire di cosa hanno bisogno gli zombie per esistere. Altrimenti non sarebbero così frenetici nel cercare di mordere gli umani. Quindi alla base di tutto questo esempio c'è il fatto che, privati degli umani, gli zombie non avrebbero più sostentamento per esistere e si estinguerebbero. Quindi, incrementando di 1 la popolazione degli zombie ogni volta che un umano verrebbe ucciso, alla fine resterebbero solo zombie, che non avrebbero più nulla da mangiare. E schiatterebbero. Come dice l'articolo.

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  5. Comunque l'esempio non è molto calzante, gli zombie non sono influenzati dalla carenza o meno delle prede, non ne possono subire alcuna conseguenza essendo già morti. Non può calare il loro numero qualora non trovino più di che alimentarsi, l'unica cosa che ne limita il numero sono i processi di naturale decomposizione (cosa che in qualche libro e in qualche film viene considerata) e la loro uccisione da parte degli umani.

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    1. L'assunzione di fondo, spiegata nell'articolo, è che gli zombie abbiano bisogno di mangiare gli uomini per "esistere", ammesso che abbia senso dire di cosa hanno bisogno gli zombie per esistere. Altrimenti non sarebbero così frenetici nel cercare di mordere gli umani. Quindi alla base di tutto questo esempio c'è il fatto che, privati degli umani, gli zombie non avrebbero più sostentamento per esistere e si estinguerebbero.

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  6. La cosa veramente assurda dei film e' come gli zombie, per quanti siano, non comunicano, non collaborano tra loro e non usano strumenti o armi, oltre ad essere lentissimi non vengano spazzati via da un plotoncino qualunque di soldati mediamente addestrati con mezzi ed abbondanza di munizioni. Da questo punto di vista l'unico "veritiero" e' shaun of the dead (l'alba dei morti dementi)

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  7. Prendere come assunto che gli zombie siano una specie a se stante soggetto al ciclo predatore-preda é interessante, benché assurdo visto che sono morti e, spesso, hanno una fonte di energia alternativa che non è la carne umana (il desiderio per quella é un simpatico effetto collaterale). Ma la domanda vera é: quanti e quali film ha visto il nostro buon fisico?
    Tanto per parlare di evoluzione basterebbe prendersi quelli di Romero ( vuoi uno zombie col mitra? C'è ed usa pure la testa!), Snider (sì, è un remake ma chissene? Gli zombie corrono!) oppure guardare The Horde, Warm Bodies (sic!) o un film a caso con dei nazi-zombi (sic^2!) per notare che non sono proprio tutti uguali i film di zombi. Teniamo poi fuori 28 Giorni Dopo di Boyle in cui ci sono degli infetti, non degli zombi, ed in cui si può vedere il follow up dei suddetti (che muoiono appunto per la scarsa alimentazione).

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  8. Trovo sconcertante leggere la frustrazione dei sapientini frustrati che si sentono importanti ostentando saccenza.
    Ogni tanto vale la pena prenderla con ironia... questa sconosciuta!

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  9. Ma sopratutto Mi chiedo come gli zombie individui anestetizzati ipodotati lenti vulnerabili possan chiamarsi predatori, e come possano diffondersi così, prendiamo Walking dead ambientato in usa , stranamente spariscono armi che anche i bambini hanno :) perché vanno tutti in giro sempre in maniche corte ) , perché spariscono o non funziona mai un tir con cui si potrebbe schiacciare mezza America in un di' ? Tolto la sorpresa iniziale Sarebbero meno noiosi delle zanzare. .. :)

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  10. ahi ahi ahi! un errore gravissimo! :) si suppone che gli zombie possano morire di fame! ma gli zombie sono già morti quindi il cilco preda predatore non è applicabile! :) gli zombie sono eterni... ed eternamente affamti! :)

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    1. Già ma come può sopravvivere un organismo biologico senza nutrirsi e senza rapporto di H2O? Senza contare che i sistema circolatorio è fermo. Quindi i nutrimenti come fanno a raggiungere le cellule? E il metabolismo? Assente. Respirazione? Non pervenuta. Quindi dopo pochissimo tempo l'organismo degli zombie dovrebbe disfarsi e soccombere alle leggi della natura. Cosa questa che viene affrontata dal capostipite dei film moderni sugli zombie che è "28 giorni dopo".

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  11. Già ma come può sopravvivere un organismo biologico senza nutrirsi e senza rapporto di H2O? Senza contare che i sistema circolatorio è fermo. Quindi i nutrimenti come fanno a raggiungere le cellule? E il metabolismo? Assente. Respirazione? Non pervenuta. Quindi dopo pochissimo tempo l'organismo degli zombie dovrebbe disfarsi e soccombere alle leggi della natura. Cosa questa che viene affrontata dal capostipite dei film moderni sugli zombie che è "28 giorni dopo"

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  12. Non solo, una tale elidemia non può neanche diffondersi, come spiega questo dotto arricolo:
    http://www.cracked.com/article_18683_7-scientific-reasons-zombie-outbreak-would-fail-quickly.html

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  13. Marònna, che noia i commentatori rompipalle!!! Ma fatevi un blog vostro! Stefano, vai avanti così e continua a divertirti/ci!!!

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  14. il punto di tutto questo è che il fatto che in poco tempo dopo un'apocalisse zombie non esistano piu ne umani ne zombie NON è un problema: è la cifra del termine "apocalisse"... una epidemia zombie è una estinzione di massa rallentata, o un collasso ecologico estremamente veloce.

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  15. Non sò dove inserire questo messaggio per Stefano ma forse quì è il posto più adatto per recensioni:
    Ho letto un bel romanzo di recente con diversi riferimenti alla 'Fisica delle Particelle'
    si intitola:
    Prima dell'apocalisse (titolo originale Biblical) di Christopeher Galt
    Potresti anche commentare Stefano dal punto di vista della mente di un fisico come recepite voi questi romanzi, che errori ci troveresti, in caso ti incuriosisca???
    Grazie :)
    Saluti

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    1. Non conosco il libro. Me lo cerco pero'. La cosa mi incuriosisce. Grazie!

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