La leggenda narra che il leggendario arciere Guglielmo Tell
venne costretto ad una prova terribile
da un nobile corrotto.
Suo figlio sarebbe stato ucciso,
se Guglielmo non avesse centrato con una freccia
la mela poggiata sulla sua testa.
Guglielmo ci riuscì,
ma immaginiamo due possibili varianti di questa storia.
Nella prima
il nobile assolda un bandito per rubargli la sua fidata balestra
e costringerlo a prenderne in prestito una peggiore da un contadino.
La balestra però non è perfettamente regolata
e durante le prove
Guglielmo si accorge che le frecce
si raggruppano sotto il bersaglio.
Fortunatamente riesce a compensare la mira
prima che sia troppo tardi.
Variante numero due:
Guglielmo inizia a dubitare delle proprie capacità,
nelle lunghe ore che precedono la prova.
Le sue mani cominciano a tremare.
Le frecce si raggruppano ancora attorno alla mela,
ma in modo casuale.
A volte, Guglielmo colpisce la mela,
ma col tremore non c'è garanzia
che faccia centro.
Deve smettere di tremare e recuperare
la fiducia nella propria mira
per salvare suo figlio.
Alla base di queste varianti
ci sono due termini spesso usati
in modo intercambiabile:
accuratezza e precisione.
La distinzione tra le due è critica per molte imprese scientifiche.
L'accuratezza indica la vicinanza al risultato corretto.
L'accuratezza aumenta con strumenti calibrati correttamente
e con i quali si è fatta pratica.
La precisione indica invece la frequenza con cui si ottiene quel risultato,
utilizzando lo stesso metodo.
La precisione aumenta con strumenti migliori
che richiedono minore approssimazione.
La storia della balestra rubata
illustra la precisione senza accuratezza.
Guglielmo otteneva lo stesso risultato sbagliato ad ogni tentativo.
La variante con la mano tremante
illustra l'accuratezza senza precisione.
Le frecce di Guglielmo si raggruppavano vicino all'obiettivo,
ma senza avere mai la certezza di colpirlo.
Nella vita di tutti i giorni
è possibile cavarsela
con poca accuratezza o precisione.
Ingegneri e ricercatori però hanno bisogno
di accuratezza a livello microscopico,
con la certezza
di riuscire ad ogni tentativo.
Aziende e laboratori migliorano la precisione
grazie a strumentazioni migliori
e a procedure più dettagliate.
Questi miglioramenti sono costosi,
perciò i responsabili devono valutare
il livello di incertezza accettabile per ogni progetto.
Gli investimenti nella precisione però
possono condurci oltre ciò che prima era possibile,
addirittura su Marte!
Vi sorprenderà che la NASA non sappia esattamente
dove atterreranno le sonde su un altro pianeta.
Predire il punto di atterraggio richiede calcoli dettagliati
basati su misurazioni
spesso prive di una risposta precisa.
Come cambia la densità dell'atmosfera di Marte a diverse altitudini?
Con quale angolo la sonda colpirà l'atmosfera?
Quale sarà la sua velocità di ingresso?
I computer simulano centinaia di scenari di atterraggio,
mescolando tra loro dati differenti per tutte le variabili.
Soppesando tutte le possibilità,
i computer predicono una potenziale area di impatto
sotto forma di un'ellisse di atterraggio.
Nel 1976, l'ellisse di atterraggio per la sonda Viking su Marte
era di circa 100x280 Km,
quasi quanto l'area del New Jersey.
Con tali limiti, la NASA
dovette ignorare molte aree interessanti
ma rischiose per l'atterraggio.
Da allora nuove informazioni sull'atmosfera di Marte
hanno permesso di migliorare la tecnologia
dei veicoli spaziali,
e simulazioni computerizzate più potenti hanno drasticamente ridotto l'incertezza.
Nel 2012 l'ellisse di atterraggio per la sonda Curiosity
era ampia solo 6x19 Km,
un'area di 200 volte più piccola di quella della sonda Viking.
La NASA ha così potuto raggiungere un punto preciso nel Cratere Gale,
un'area di alto valore scientifico dove prima era impossibile atterrare.
Anche se il nostro obiettivo è l'accuratezza,
la precisione riflette la nostra certezza di raggiungerla con affidabilità.
Tenendo a mente questi due principi
possiamo mirare alle stelle
con la certezza di raggiungerle ogni volta.