Il fisico statunitense James Balmer-Kress dell’Università del Maryland, studioso dei sistemi complessi e caotici, ha pubblicato sull’American Journal of Turbulence un saggio intitolato «On the Measurement of Butterfly Effect» (3, 2000, pp. 1069-1105) in cui espone i risultati di un esperimento che, per l’apertura di nuovi scenari sul piano delle previsioni metereologiche, ha richiamato l’attenzione della comunità scientifica. 
 La ricerca di Balmer-Kress è finalizzata alla verifica del ben noto “effetto farfalla”, cioè di quel fenomeno, così denominato da Edward Lorenz, metereologo del MIT (Massachusetts Institute of Technology), secondo cui «il battito d’ali di una farfalla nell’Iowa potrebbe, in linea di principio, innescare una valanga di effetti che avrebbe come risultato finale un monsone in Indonesia» (1). 
L’effetto farfalla ha un nome tecnico: «dipendenza sensibile dalle condizioni iniziali». Ciò significa che una catena di eventi può avere un punto di crisi in cui piccoli mutamenti sono suscettibili di ingrandirsi a dismisura.
 Per alcuni mesi (quattro per l’esattezza) Balmer-Kress, aiutato da due assistenti, il biologo David Pagels e la chimica Isabelle Holton, si preoccupa di collezionare un’ampia quantità di farfalle diurne, cioè attive nelle ore di luce, di sesso femminile, il cui battito d’ali è notoriamente più uniforme di quello delle farfalle diurne di sesso maschile. Durante vari soggiorni in zone particolarmente ricche di questo tipo di lepidotteri, come l’Amazzonia peruviana e il nord della Cambogia, Balmer-Kress raccoglie 4.572 farfalle diurne di sesso femminile, numero ritenuto minimo ai fini della significatività dell’esperimento.
Tutti gli esemplari vengono collocati all’interno di una grande voliera costruita nella città di Des Moines, in un campo vicino all’Istituto di Fisica sperimentale dell’Università dell’Iowa, finanziatrice del progetto. A questo punto Balmer-Kress passa alla fase esecutiva del suo esperimento.
 Considerando mediamente una lunghezza di apertura alare di 11,4 cm per una larghezza di 4 cm e un peso di 3,4 milligrammi ad esemplare e supponendo che i battiti d’ali di una farfalla diurna standard siano all’incirca 19 al secondo, Balmer-Kress congettura che la massa d’aria libera (cioè quella che comunemente si respira) spostabile da ogni soggetto in questione nell’unità di tempo di un secondo sia uguale a 9 cm3.
 Da questi dati Balmer-Kress deduce che, facendo agitare tutti gli esemplari di farfalle diurne all’unisono, tramite uno strumento idoneo di comunicazione (come un colpo di cannone a salve), è possibile originare uno spostamento d’aria complessivo di 41.148 cm3. Da quest’ultima stima vanno sottratti i battiti d’ali non realizzati allo sparo, a causa della presenza nel gruppo esaminato di una percentuale x, compresa in genere tra lo 0,6% e lo 0,7%, di farfalle non udenti (si pensi alla Thecla intricarius o alla Papilio dubius) o di farfalle malate oppure in età avanzata, e quindi non ricettive, scientificamente denominate “pigre”. Inoltre per evitare movimenti d’aria non controllabili Balmer-Kress predispone che il rumore del colpo di cannone sia registrato su nastro e amplificato ad un volume idoneo alle capacità uditive delle farfalle.
 Le procedure indicate da Balmer-Kress per la corretta esecuzione dell’esperimento sono: 1. il colpo di cannone virtuale va diffuso in piena notte, quando si suppone che le farfalle diurne siano in fase di quiete, o al massimo di dormiveglia, in una fascia oraria sempre eguale; 2. il colpo dev’essere eseguito in un momento di totale assenza di vento e senza alcun preavviso; 3. prima dello sparo bisogna evitare nel modo più assoluto l’impiego di fonti di luce artificiale che potrebbe disturbare il sonno delle farfalle, così da comprometterne i riflessi.
 Una volta effettuato il colpo di cannone dal campo-base di Des Moines non resta a Balmer-Kress che osservare l’eventuale formazione di un monsone in un punto prestabilito dell’Indonesia (per una molteplicità di fattori climatici e turistici viene scelta la località di Bedulu nell’isola di Bali). Naturalmente il nesso battiti d’ali di farfalla-creazione del monsone, precisa Balmer-Kress, deve tenere conto delle condizioni di temperatura e pressione esistenti al momento dell’esperimento nella fascia intertropicale, della velocità media di spostamento degli alisei che è di 5 m/s (minuti al secondo) e di altri fattori stocastici di disturbo (ad es. flussi di uccelli migratori in ritardo o fuori rotta, mutamenti improvvisi nell’intensità della navigazione aerea, ecc.), oltre che del battito d’ali di altri volatili presenti nella zona geografica interessata (su quest’ultimo elemento l’analisi di Balmer-Kress fornisce simulazioni e calcoli correttivi basati su serie statistiche sufficientemente attendibili).
 La conclusione cui giunge Balmer-Kress è che il tempo mediamente necessario, in condizioni normali, per la formazione di un monsone registrabile a Bedulu (Indonesia) dopo il rumore di un colpo di cannone riprodotto ai bordi della voliera nel campo di Des Moines (Iowa) è di 3,2 giorni.
 Dal 4 febbraio al 2 settembre del 1999 Balmer-Kress effettua 27 esperimenti, quattro al mese, ad intervalli di circa 8 giorni l’uno dall’altro, tutti regolarmente attuati nella stessa fascia oraria, cioè dalle 2 alle 3, con lo stesso apparecchio stereo e lo stesso altoparlante (2). In 21 di essi, a seguito del brusco risveglio delle farfalle diurne a Des Moines, registra, dopo un lasso di tempo atteso oscillante fra i 3 e i 4 giorni, la nascita di un monsone (invernale ed estivo a seconda della stagione) nell’osservatorio di Bedulu. I riscontri negativi, 6 nel complesso e tutti significativamente verificatisi nell’ultima fase dell’esperimento, sono imputabili secondo Balmer-Kress al peso decrescente del “fattore sorpresa” sul comportamento delle farfalle.
 

Nota

1. Un precedente tentativo di misurazione dell’effetto farfalla è descritto nell’articolo di D. Inaudi, X. Colonna de Lega, A. Di Tullio, C. Forno, P. Jacquot, M. Lehmann, Max Monti e S. Vurpillot, «Chaos: demonstrated the butterfly effect», pubblicato sul numero 1/6, novembre-dicembre 1995 degli Annals of Improbable Research.
2. Riportiamo qui di seguito una rappresentazione grafica dei risultati dell'"esperimento di Balmer-Kress", tratta da pag. 1103 del citato saggio del fisico statunitense.

il Caffè illustrato, 1, giugno-luglio 2001, pp. 82-83.